Voir la source de Ozone

{{voir homonymes|Ozone (homonymie)}}
{{Voir homophones|O-Zone}}
{{Infobox Chimie
| nom = Ozone
| image = Ozone-1,3-dipole.svg
| image2 = Ozone-elpot-3D-vdW.png
| taille image = 160
| légende = 
<!-- Général -->
| DCI = 
| nomIUPAC = Trioxygène
| synonymes = ozone
| CAS = {{CAS|1|0|0|2|8|1|5|6}}
| EINECS = {{EINECS|2|3|3|0|6|9|2}}
| RTECS = 
| ATC = {{ATC|}}
| DrugBank = 
| PubChem = 
| chEBI = 
| NrE = 
| FEMA = 
| SMILES = [O+](=O)[O-]
| InChI = 1/O3/c1-3-2
| InChIKey = 
| StdInChI = 
| StdInChIKey = 
| apparence = gaz incolore ou bleuâtre, d'odeur caractéristique
<!-- Propriétés chimiques -->
| formule = |O=3
| masseMol = 
| pKa = 
| momentDipolaire = {{unité|0.53373|D}}
| susceptibiliteMagnetique = 
| diametreMoleculaire = 
| indiceIode = 
| indiceAcide = 
| indiceSaponification = 
<!-- Propriétés physiques -->
| TTransitionVitreuse = 
| fusion = {{tmp|-192.5|°C}}
| ebullition = {{tmp|-111.9|°C}}
| solubilite = dans l'eau à {{tmp|0|°C}} : {{unité|1 g/l}}
| miscibilite = 
| masseVolumique = {{unité|2,144 g/l}} ({{tmp|0|°C}})
| TAutoInflammation = 
| pointEclair = 
| limitesExplosivite = 
| pressionVapeur = 
| viscosite = 
| pointCritique = {{Unité|55,7 bar}}, {{tmp|261.1|K}}
| pointTriple = 
| conductivitéThermique = 
| conductivitéÉlectrique = 
| vitesseSon = 
<!-- Thermochimie -->
| emsGaz = 
| emsLiquide = 
| emsSolide = 
| esfGaz = {{unité|142,67 kJ/mol}}
| esfLiquide = 
| esfSolide = 
| enthFus = 
| enthVap = 
| capaciteTherm = 
| PCS = 
| PCI = 
<!-- Propriétés biochimiques -->
| codons = 
| pHisoelectrique = 
| acideAmineEss = 
<!-- Propriétés électroniques -->
| bandeInterdite = 
| mobiliteElectronique = 
| mobiliteTrous = 
| 1reEnergieIonisation = 12,43 [[Électron-volt|eV]] (gaz)
| constanteDielectrique = 
<!-- Cristallographie -->
| systemeCristallin = 
| reseauBravais = 
| Pearson = 
| classe = 
| Schoenflies = 
| Strukturbericht = 
| structureType = 
| parametresMaille = 
| volume = 
| macle = 
<!-- Propriétés optiques -->
| refraction = 
| birefringence = 
| dispersion = 
| polychroisme = 
| fluorescence = 
| absorption = 
| transparence = 
| pvrRotatoire = 
| cteVerdet = 
<!-- Précautions -->
| radioactif = 
| 67548EEC = 
| 67548EECref = 
| symboles = 
| symboles notes = Signalisation indicative, non requise par la réglementation puisque l'ozone est toujours produit sur le lieu de son utilisation :
| numeroIndex = 
| classificationCE = 
| r = 
| s = 
| transportRef = 
| transport = 
| NFPA704ref = 
| NFPA704 = {{NFPA 704|10028-15-6}}
| SIMDUTref = {{Reptox|CAS=10028-15-6|Date=25 avril 2009}}
| SIMDUT = {{SIMDUT/2| A = Gaz comprimé<br>température critique = {{tmp|-12.1|°C}}
| C = Matière comburante<br>cause ou favorise la combustion d'une autre matière en dégageant de l'oxygène
| D1A = Matière très toxique ayant des effets immédiats graves<br>létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (souris) = {{unité|5.9|ppm}}
| D2A = Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques<br>toxicité chronique : dommages permanents aux poumons
| D2B = Matière toxique ayant d'autres effets toxiques<br>mutagénicité chez l'animal
| F = Matière dangereusement réactive<br>devient autoréactif sous l'effet d'un choc; devient autoréactif sous l'effet d'une augmentation de la pression; devient autoréactif sous l'effet d'une augmentation de la température<br><br>Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients}}
| SGHref = 
| SGH = {{SGH|SGH03|SGH04|SGH05|SGH06|Dgr}}
| CIRC = 
| inhalation = 
| peau = 
| yeux = 
| ingestion = 
<!-- Écotoxicologie -->
| DL50 = 
| CL50 = {{unité|8 à 12 mg/m3}}
| LogP = 
| DJA = 
| odorat = bas : {{unité|0,0076 ppm}}<br>haut : {{unité|0,03 ppm}}
<!-- Données pharmacocinétiques -->
| CAM = 
| biodisponibilite = 
| liaisonProteique = 
| metabolisme = 
| demiVieDistrib = 
| demiVieElim = 
| stockage = 
| excretion = 
<!-- Considérations thérapeutiques -->
| classeTherapeutique = 
| voieAdministration = 
| grossesse = 
| conduiteAuto = 
| precautions = 
| antidote = 
<!-- Caractère psychotrope -->
| categoriePsycho = 
| modeConsommation = 
| autresNoms = 
| risqueDependance = 
<!-- Composés apparentés -->
| autres = 
| autrescations = 
| autresanions = 
| isomères = 
<!-- Supplément -->
| supplement = 
}}

L''''ozone''' (de l'allemand ''{{langue|de|Ozon}}'', dérivé du grec ''{{langue|grc-Latn|ozô}}'' « exhaler une odeur »), ou '''trioxygène''', est une [[substance chimique|substance]] de [[Représentation des molécules|formule chimique]] {{fchim|O|3}} : ses [[molécule]]s sont [[molécule triatomique|triatomiques]], formées de trois atomes d'[[oxygène]]. L'ozone est ainsi une variété [[Allotropie|allotropique]] de l'oxygène, mais bien moins stable que le [[dioxygène]] {{fchim|O|2}}, en lequel il tend naturellement à se décomposer. Il se liquéfie à {{unité|161.3|[[Kelvin|K]]}} ({{tmp|-111.9|°C}}) sous forme d'un liquide bleu foncé et se solidifie à {{unité|80.7|K}} ({{tmp|-192.5|°C}}) en un solide pourpre<ref name="GESTIS">{{GESTIS|ZVG=4040|CAS=10028-15-6|Nom=Ozone|Date=18 janvier 2009}}</ref>. À température ambiante, c'est un gaz bleu pâle, voire incolore, qui se démarque par son odeur<ref name="ICSC">{{ICSC|10028-15-6}}</ref>. L'ozone atteint son [[Point critique (thermodynamique)|point critique]] à {{Unité|5460|kPa}} et {{tmp|261.1|K}}<ref name="Fiche Toxicologique INRS">{{Ouvrage|langue=fr|prénom1=T.|nom1=Clavel|et al.=oui|titre=Fiche Toxicologique {{n°|43}}|éditeur=INRS|année=1997|isbn=|consulté le=11 avril 2012}}</ref>.

Son instabilité se manifeste à l'état condensé par une tendance à l'explosion lorsque sa concentration est significative<ref name="GESTIS"/>. L'ozone se décompose en [[dioxygène]] {{fchim|O|2}} à température ambiante : la rapidité de la réaction dépend de la [[température]], de l'[[Hygrométrie|humidité de l'air]], de la présence de [[catalyse]]urs ([[hydrogène]], [[fer]], [[cuivre]], [[chrome]]{{etc.}}) ou du contact avec une surface solide<ref name="Fiche Toxicologique INRS"/>.

Contrairement au dioxygène inodore, l'ozone est perçu par l'[[Olfaction|odorat]] humain (décelable dès la concentration de {{unité|0.01|[[Partie par million|ppm]]}}<ref name="Fiche Toxicologique INRS"/>{{,}}<ref name="hazmap">{{Lien web|url=http://hazmap.nlm.nih.gov/cgi-bin/hazmap_search?queryx=10028-15-6&tbl=TblAgents|titre=Ozone|site=hazmap.nlm.nih.gov|consulté le=14 novembre 2009|archiveurl=https://web.archive.org/web/20091013074433/http://hazmap.nlm.nih.gov/cgi-bin/hazmap_search?queryx=10028-15-6&tbl=TblAgents|archivedate=13 octobre 2009}}</ref>) ; son odeur caractéristique {{refnec|qui rappelle l'[[eau de Javel]]}} est perceptible dans les endroits confinés où règne un champ électrique important (transformateur haute tension, soudure à l'arc, tubes UV, [[allume-gaz|allume-gaz piézo-électrique]]). Respiré en grande quantité, il est toxique et provoque la toux.

L'ozone est naturellement présent dans l'[[atmosphère terrestre]], formant dans la [[stratosphère]] une [[couche d'ozone]] entre {{unité|13|et=40|km}} d'altitude qui intercepte plus de 97 % des [[Ultraviolet|rayons ultraviolets]] du [[Soleil]], mais est un [[polluant]] dans les basses couches de l'atmosphère (la [[troposphère]]) où il agresse le [[Appareil respiratoire|système respiratoire]] des [[Animal|animaux]] et peut brûler les [[Végétal|végétaux]] les plus sensibles. Cet [[oxydant]] énergique agresse les cellules vivantes et peut être responsable de phénomènes de [[corrosion]] accélérée de polymères (« [[Ozonolyse|craquelage d'élastomères par l'ozone]] »)<ref>[https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/ozonolysis-criegee-mechanism.shtm Ozonolysis mechanism], sur ''organic-chemistry.org'' (consulté le 3 mai 2017)</ref>.

== Historique ==

[[Fichier:Smyths revised ozonometer, 1865. (9660571191).jpg|left|thumb|Ozomètre à ozone gazeux datant de 1865]]

L'ozone a été découvert en 1789 par le chimiste néerlandais [[Martin van Marum]] en faisant passer un courant électrique à travers de l'oxygène enfermé dans une éprouvette. Il relève une odeur spécifique comparable à celle de l'acide sulfureux ou du phosphore. L'éprouvette trempée dans le mercure lui permet d'observer que le volume d'oxygène diminue presque de moitié et que le mercure est très rapidement oxydé. Sans savoir ce que révélait son travail, il définit cette odeur comme étant celle de l'électricité et l'espèce créée comme de l'acide azotique<ref name="ozonehist-1868">{{Ouvrage|langue=fr|prénom1=Petruus Isaacus|nom1=Hollman|titre=Mémoire sur l'équivalent calorifique de l'ozone|lieu=Utrecht|éditeur=C, Van der Post {{Jr.}}|année=1868|pages totales=78|passage=1-2|lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=5zPsAAAAMAAJ|consulté le=11 avril 2012}}</ref>.

Cette étude est reprise en 1840 par le chimiste allemand [[Christian Schönbein|Christian Friedrich Schönbein]] qui, en approfondissant les recherches de Van Marum, parvient à isoler la molécule<ref>''Bull. Hist. Chem.'', vol. 26, {{n°|1}}, 2001</ref>. Il la dénomma ainsi en se référant à la racine grecque ''ozein'' (exhaler une odeur, sentir). La formule de l'ozone, {{fchim|O|3}}, n'a été déterminée qu'en 1865 par [[Jacques-Louis Soret]]<ref>[https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3018b/f941.table Recherche sur la densité de l'ozone], sur ''bnf.fr'' (consulté le 3 mai 2017)</ref> puis confirmée en 1867 par Christian Friedrich Schönbein. Par la suite, de nombreuses recherches sur le mécanisme de désinfection par l'ozone suivirent. [[Werner von Siemens]] fabriqua le tout premier générateur d'ozone<ref>{{en}} [http://www.madehow.com/inventorbios/16/Ernst-Werner-von-Siemens.html Ernst Werner von Siemens Biography], sur ''madehow.com'' (consulté le 3 mai 2017)</ref>. Ce fabricant écrivit d’ailleurs un livre sur l'application de l'ozone dans l'eau, ce qui entraînera une multitude de projets de recherches sur la désinfection par l'ozone.

En 1907, le chimiste français [[Marius-Paul Otto]], qui reçut un doctorat pour ses travaux sur l'ozone, créa une entreprise appelée Compagnie des Eaux et de l'Ozone<ref name="lenntech-histoire">{{Lien web|url=http://www.lenntech.fr/bibliotheque/ozone/histoire/ozone/ozone-histoire.htm|titre=Histoire de l'ozone|site=www.lenntech.fr|consulté le=11 avril 2012}}</ref>.

La relation entre l’ozone et les [[Oxyde d'azote|oxydes d’azote]] a été mise en évidence dans les [[années 1970]] par [[Paul Josef Crutzen]], [[prix Nobel de chimie]] [[1995]]<ref>{{en}} [http://www.notablebiographies.com/supp/Supplement-Ca-Fi/Crutzen-Paul-J.html Paul J. Crutzen Biography], sur ''notablebiographies.com'' (consulté le 3 mai 2017)</ref>.

== Physico-chimie ==

Le [[potentiel d'oxydoréduction]] de l'ozone est de {{unité|2.07|V}}<ref>[http://www.nutech-o3.com/ozone_primer.htm Non trouvé le 3 mai 2017], sur ''nutech-o3.com''</ref>.

Enthalpie de formation : Δ<sub>f</sub>''H''<sup>0</sup><sub>gaz</sub> = {{unité|142.67|kJ||mol|-1|M=47.9982}}<ref name="Glassman">{{Ouvrage | langue=en | auteur1=Irvin Glassman | auteur2=Richard A. Yetter | titre=Combustion | lieu=Amsterdam/Boston | éditeur=[[Elsevier (éditeur)|Elsevier]] | année=2008 | numéro d'édition=4 | pages totales=773 | passage=6 | isbn=978-0-12-088573-2 | consulté le=7 mars 2010}}</ref>

La [[Énergie d'ionisation|première énergie d'ionisation]] est égale à 12,43 [[Électron-volt|eV]] (gaz)<ref name="ouvrage">{{Ouvrage | langue=en | auteur1=David R. Lide | titre=Handbook of Chemistry and Physics | lieu=Boca Raton | éditeur=CRC | année=2008 | numéro d'édition=89 | pages totales=2736 | passage=10-205 | isbn=978-1-4200-6679-1 | consulté le=2 décembre 2009}}</ref>

L'odeur associée à l'ozone provient de l'ionisation due à la destruction de l'ozone. Sa couleur est due à la [[diffusion de Rayleigh]] qui donne une teinte bleutée en présence de hautes concentrations de la molécule<ref name="gcmd">{{Lien web|url=http://gcmd.gsfc.nasa.gov/Resources/FAQs/ozone.html|titre=Where can I find information about the ozone hole and ozone depletion?|site=Global Change Master Directory|en ligne le=avril 2012|consulté le= 11 avril 2012}}</ref>.

=== Structure de la molécule ===

La molécule d'ozone est une molécule coudée à [[symétrie moléculaire]] de type C2v (semblable à la [[eau|molécule d'eau]]). L'angle entre les atomes d'oxygène est 116,78°<ref>{{en}} Tanaka Takehiko et Morino Yonezo, ''Coriolis interaction and anharmonic potential function of ozone from the microwave spectra in the excited vibrational states'', ''Journal of Molecular Spectroscopy'', 1970, {{vol.|33}}, {{p.|538–551}}</ref>. L'ozone est une [[Polarité (chimie)|molécule polaire]] avec un [[Dipôle électrostatique|moment dipolaire]] de {{unité|0.53373|[[Debye (unité)|D]]}}<ref name="HandbookChemPhys89ed">{{Ouvrage| langue=en| auteur1=David R. Lide| titre=Handbook of chemistry and physics| éditeur=CRC| année=2008| mois=juin| jour=16| numéro d'édition=89| pages totales=2736| passage=9-50| isbn=978-1-4200-6679-1| isbn2=1-4200-6679-X}}</ref>.

[[Fichier:Ozone-resonance-Lewis-2D.svg|vignette|centré|Structure de la molécule d'ozone]]

=== Réactions ===

L'ozone est un [[oxydant]] très puissant, plus puissant que l'oxygène ou le chlore. Étant très instable, il se dégrade en {{Fchim|O|2}} assez rapidement :
:2 {{fchim|O|3}} ⟶ 3 [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]].

'''Réactions avec les métaux'''

En présence d'humidité, l'ozone oxyde tous les métaux à l’exception de l'[[or]], du [[platine]] et de l'[[iridium]]<ref name="Fiche Toxicologique INRS"/>. Ci-dessous, l'oxydation du [[cuivre]] par exemple :
:[[Cuivre|Cu]] + 2 [[Ion hydronium|{{fchim|H|3|O}}{{exp|+}}]] + {{fchim|O|3}} ⟶ [[Cuivre|Cu{{exp|2+}}]] + 3 [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] + [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]].

'''Réactions avec les métaux alcalins'''

L'ozone réagit avec les [[métal alcalin|métaux alcalins]] et [[métal alcalino-terreux|métaux alcalino-terreux]] pour former des [[Ozonure|ozonides]] {{nobr|(M + {{Fchim|O|3}} ⟶ {{Fchim|MO|3}})}}, instables et réagissant avec l’[[eau]] pour former du dioxygène. Cette succession de réactions chimiques explique pour la plus grande part le caractère de [[polluant]] qui est attribué à l’ozone quand celui-ci est présent dans l’[[Atmosphère terrestre|atmosphère]] près du sol.

'''Réactions avec des composés azotés'''

L'ozone oxyde le [[monoxyde d'azote]] NO en [[dioxyde d'azote]] {{Fchim|NO|2}} :
:[[Monoxyde d'azote|NO]] + {{fchim|O|3}} ⟶ [[Dioxyde d'azote|{{fchim|NO|2}}]] + [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]].

Le dioxyde d'azote {{Fchim|NO|2}} peut à son tour être oxydé en [[nitrate]] {{Fchim|NO|3}} :
:[[Dioxyde d'azote|{{fchim|NO|2}}]] + {{fchim|O|3}} ⟶ [[Nitrate|{{fchim|NO|3}}]] + [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]].

L'ozone peut oxyder l'[[ammoniac]] {{Fchim|NH|3}} en [[nitrate d'ammonium]] {{Fchim|NH|4|NO|3}} :
:2 [[Ammoniac|{{fchim|NH|3}}]] + 4 {{fchim|O|3}} ⟶ [[Nitrate d'ammonium|{{fchim|NH|4|NO|3}}]] + 4 [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]] + [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]].

'''Réactions avec des composés carbonés'''

L'ozone réagit avec le [[carbone]] pour former du [[dioxyde de carbone]] :
:[[Carbone|C]] + 2 {{fchim|O|3}} ⟶ [[Dioxyde de carbone|{{fchim|CO|2}}]] + 2 [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]].

'''Réactions avec les composés soufrés'''

L'ozone oxyde les [[sulfure]]s S{{exp|2−}} en [[sulfate]]s {{fchim|SO|4}}{{exp|2−}}. Exemple avec le [[sulfure de plomb(II)]] :
:[[Sulfure de plomb(II)|PbS]] + 4 {{fchim|O|3}} ⟶ [[Sulfate de plomb(II)|{{fchim|PbSO|4}}]] + 4 [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]].

L'[[acide sulfurique]] {{Fchim|H|2|SO|4}} peut être produit avec de l'ozone, de l'eau et du [[soufre]] ou du [[dioxyde de soufre]] :
:[[Soufre|S]] + [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] + {{fchim|O|3}} ⟶ [[Acide sulfurique|{{fchim|H|2|SO|4}}]] ;
:3 [[Dioxyde de soufre|{{fchim|SO|2}}]] + 3 [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] + {{fchim|O|3}} → 3 [[Acide sulfurique|{{fchim|H|2|SO|4}}]].

En phase gazeuse, l'ozone réagit avec le [[sulfure d'hydrogène]] pour former du [[dioxyde de soufre]] :
:[[Sulfure d'hydrogène|{{fchim|H|2|S}}]] + {{fchim|O|3}} ⟶ [[Dioxyde de soufre|{{fchim|SO|2}}]] + [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]].

En [[solution aqueuse]], deux réactions simultanées se produisent. La première produit du [[soufre]], la deuxième produit de l'[[acide sulfurique]] :
:[[Sulfure d'hydrogène|{{fchim|H|2|S}}]] + {{fchim|O|3}} ⟶ [[Soufre|S]] + [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]] + [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] ;
:3 [[Sulfure d'hydrogène|{{fchim|H|2|S}}]] + 4 {{fchim|O|3}} ⟶ 3 [[Acide sulfurique|{{fchim|H|2|SO|4}}]].

=== Matières résistantes à l'ozone ===

; Matériaux résistants à l'ozone en phase gazeuse
: [[Verre]]
: [[Téflon]] (PTFE, PVDF, PFA)
: [[Acier inoxydable|Aciers inox]] 316L
: [[Silicone]]
: [[Titane]]
: [[Polyuréthane]]
: [[Polycarbonate]]
; Matériaux résistants à l'ozone dissous dans l'eau
: [[Verre]]
: [[Téflon]] (PTFE, PVDF, PFA)
: [[Acier inoxydable|Aciers inox]] 316L
: [[Polychlorure de vinyle|PVC]]
: [[Polyméthacrylate de méthyle|Plexiglas]]
: [[Béton]]
: [[Silicone]]
: [[Aluminium]]
: [[Polysulfure]]
; Matériaux pour les joints d'étanchéité
: [[Téflon]] (PTFE, PVDF, PFA)
: Kynar, Viton{{etc.}}

=== Matières non-résistantes à l'ozone (gazeux ou dissous dans l'eau) ===

: [[Polypropylène]]
: [[Acier]], [[Zinc]], [[Fer]], [[Cuivre]] et autres métaux oxydables
: [[Nylon]]
: [[Magnésium]]
: [[caoutchouc (matériau)|Caoutchouc]]
: [[Néoprène]]
: [[Polyamide]]

=== Décomposition ===

L'ozone possède une [[demi-vie]] assez courte, encore plus dans l'eau (où il se décompose en [[Radical (chimie)|radicaux]] [[Hydroxyle|-OH]]) que dans l'air. Différents facteurs influencent la vitesse de décomposition de l'ozone<ref>[http://old.ozone.ch/ozone/ozone.htm Non trouvé le 3 mai 2017], sur ozone.ch</ref> :
* La [[température]]
*:Le facteur qui influence le plus la demi-vie de l'ozone est sans aucun doute la température (voir tableau ci-dessous). De plus, l'ozone est moins [[Solubilité|soluble]] dans l'eau (et moins stable) lorsque la température augmente<ref name="lenntech">{{Lien web|url=http://www.lenntech.fr/ozone/ozone-decomposition.htm|titre=Décomposition de l'ozone|site=lenntech.fr|consulté le=29 mars 2012}}</ref>.
{| class="wikitable centre" width="40%"
|+ Tableau
|-
! scope=col; colspan="2"| Dans l'air
! scope=col; colspan="2"| Dans l'eau (pH 7)
|-
! scope=col | Température (°C)
! scope=col | Demi-vie
! scope=col | Température (°C)
! scope=col | Demi-vie
|-
| width="25%" |
–50
| width="25%" |
3 mois
| width="25%" |
15
| width="25%" |
30 minutes
|-
| width="25%" |
–35
| width="25%" |
18 jours
| width="25%" |
20
| width="25%" |
20 minutes
|-
| width="25%" |
–25
| width="25%" |
8 jours
| width="25%" |
25
| width="25%" |
15 minutes
|-
| width="25%" |
20
| width="25%" |
3 jours
| width="25%" |
30
| width="25%" |
12 minutes
|-
| width="25%" |
120
| width="25%" |
1 heure et 30 minutes
| width="25%" |
35
| width="25%" |
8 minutes
|-
| width="25%" |
250
| width="25%" |
1,5 seconde
|}
* Le [[Potentiel hydrogène|pH]]
*:Dissous dans l'eau, l'ozone se décompose partiellement en radicaux -OH. Si le pH augmente alors la formation des radicaux -OH augmentera<ref name="lenntech"/>.
* La [[Concentration molaire|concentration]] en solides dissous
*:L'ozone dissous dans l'eau réagit avec une grande variété de matière ([[Composé organique|composés organiques]], [[virus]], [[bactérie]]s, etc.) par un [[Réaction d'oxydoréduction|phénomène d'oxydation]] de ces matières. L'ozone se décomposera alors en dioxygène ({{fchim|O|2}}). C'est ainsi que l'ozone se décompose beaucoup moins vite dans de l'[[eau distillée]] que dans une simple eau de ville<ref name="lenntech"/>.
* L'environnement
*:L'ozone gazeux possède une demi-vie théorique (voir tableau ci-dessus) plus longue que l'ozone dissous dans l'eau. Mais en pratique, l'ozone gazeux va oxyder tout ce qu'il y a autour de lui (métaux, machines, murs, personnel ou même odeurs) réduisant ainsi sa demi-vie à seulement quelques secondes.

== Toxicité ==

L'ozone est extrêmement nocif pour les [[poumon]]s, les [[rein]]s, le [[cerveau]] et les [[Œil|yeux]]. À titre d'exemple, une concentration de {{unité|9|ppm}} d'ozone dans l'air entraînera des [[Œdème aigu du poumon|œdèmes pulmonaires]]. Entre cette valeur et le seuil moyen de perception olfactive ({{unité|0.1|ppm}} en moyenne), on retrouve sécheresse buccale, [[toux]], hypersécrétion bronchique, [[dyspnée]], douleur rétrosternale et anomalie du système respiratoire.
Une simple concentration de 0,2 à {{unité|0.5|ppm}} d'ozone dans l'air peut déjà provoquer des troubles de la vision comme une diminution de la vision nocturne et une mauvaise adaptabilité à la lumière, une augmentation de la [[vision périphérique]] et une modification de la motricité oculaire. À cela s'ajoutent des troubles rénaux ([[néphrite (médecine)|néphrite]] aiguë) et neurologiques ([[vertige]]s, [[asthénie]]s, altération du goût, trouble de la parole, mauvaise coordination du mouvement{{etc.}})<ref name="Fiche Toxicologique INRS"/>.

La réglementation française et les directives européennes fixent un objectif de qualité au maximum journalier de la moyenne sur 8 heures à {{unité|120|µg/m|3}} ({{unité|60|ppb}} soit {{unité|0.06|ppm}}) et le seuil d'alerte à {{unité|240|µg/m|3}}. Cet objectif de qualité correspond aux niveaux 5 (indice français) ou 50 (indice européen) des informations diffusées par les organismes tels que Airparif<ref>[http://www.airparif.asso.fr Airparif]</ref>, Airpaca<ref>[http://www.airpaca.org/ Airpaca]</ref>, Atmo<ref>[http://www.air-rhonealpes.fr/ Atmo]</ref>{{etc.}}

== Ozone atmosphérique ==

=== Ozone dans la haute atmosphère - La « couche d'ozone » ===

{{Article détaillé|Couche d'ozone|Destruction de la couche d'ozone}}

[[Fichier:Ozon hole AntOzone.jpg|thumb|upright=.5|Le trou dans la couche d’ozone le {{date|22|septembre|2004}}]]
[[Fichier:Atmospheric ozone.svg|thumb|upright=.5|Répartition de l’ozone selon l’altitude dans l’atmosphère]]
Dans la [[Stratosphère|haute atmosphère terrestre]], la couche d’ozone est une concentration d’ozone qui filtre une partie des [[ultraviolet|rayons ultraviolets]] émis par le Soleil, ultraviolets notamment responsables du [[cancer de la peau]]. Cette couche protectrice est menacée par la pollution, en particulier par les émissions de gaz CFC ([[chlorofluorocarbure]]), qui montent dans la haute atmosphère et y catalysent la destruction de l’ozone en le transformant en dioxygène, étant ainsi à l’origine du trou dans la couche d’ozone<ref>[http://www.futura-sciences.com/planete/actualites/environnement-mysterieux-cfc-hcfc-menacent-couche-ozone-52703/ De mystérieux CFC et HCFC menacent la couche d'ozone], sur ''futura-sciences.com'', 10 mars 2014 (consulté le 23 mars 2017)</ref>.

Comme instrument de mesure, on peut noter l’instrument [[GOMOS]] du satellite [[ENVISAT]].

=== Ozone dans la basse atmosphère - Pollution à l'ozone ===

{{Article détaillé|Ozone troposphérique}}

Au-delà d'un certain seuil dans la [[basse atmosphère]], l'ozone est l'un des polluants de l'air les plus dangereux pour la santé.

Causes naturelles :
* les [[Feu de forêt|feux de forêt]] en sont une source importante, à partir des hydrocarbures et des oxydes d’azote qu'ils libèrent. Sous le vent de ces feux, sur de longues distances, les taux d'ozone peuvent tripler et dépasser les seuils recommandés<ref>{{en}} ''{{langue|en|Impacts of the fall 2007 California wildfires on surface ozone: integrating local observations with global model simulations}}'', Gabriele Pfister {{et al.}}, [http://www.agu.org/journals/gl/ ''{{langue|en|Geophysical research letters}}''] (consulté le 23 octobre 2008)</ref> ;
* l'ozone est aussi produit avec les [[Foudre|éclairs]] de l'[[orage]] ainsi que, plus généralement, à partir de toute étincelle ou [[arc électrique]] ;
* lors de fortes températures, la dispersion de l'ozone vers les couches supérieures de l’atmosphère est freinée, induisant éventuellement des problèmes de santé chez les personnes fragiles. Ainsi, chaque été, en France, c'est la région [[Provence-Alpes-Côte d'Azur]] (et plus particulièrement les [[Bouches-du-Rhône]]), qui est la plus touchée par les pics de pollution à l’ozone ;
* dans la nature, en cas de canicule ou forte insolation, les arbres émettent de l'[[isoprène]] qui interagit avec l'ozone, et contribue à produire des aérosols, brumes et nuages protégeant les arbres d'un stress climatique excessif<ref>{{en}} A. Guenther, T. Karl, P. Harley, C. Wiedinmyer, P. I. Palmer et C. Geron, [http://www.atmos-chem-phys.net/6/3181/2006/acp-6-3181-2006.pdf ''Estimates of global terrestrial isoprene emissions using MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from nature)''], 2006, ''Atmos. Chem. Phys.'', {{vol.|6}}, {{p.|3181–3210}}</ref>.

Causes humaines :
* l'ozone touche tout particulièrement les zones industrialisées ayant un fort ensoleillement (en été comme en hiver). Il est surtout produit par l'action du [[rayonnement solaire]] ([[Ultraviolet|UV]]) sur des produits chimiques dits ''[[Précurseur (chimie)|précurseurs]] de l'ozone''. Ces derniers sont des polluants industriels, issus des chaudières, des centrales électriques thermiques et des incinérateurs. Il est aussi produit directement en faibles quantités par certains matériels électriques ;
* l’ozone est aussi très présent autour des grands centres urbains, notamment lors des [[canicule]]s où on le trouve en grandes quantités dans les basses couches de l’atmosphère. Il y est principalement produit par la réaction des [[Pollution de l'air|polluants]] précurseurs : principalement les [[hydrocarbure]]s imbrûlés et le [[Dioxyde d'azote|dioxyde d’azote]] ({{formule chimique|N||O|2}}) des gaz d’échappement des véhicules, avec le [[dioxygène]] de l’air et sous l’influence de la lumière solaire ;
* photocopieuses et imprimantes laser ou moteurs électriques dégagent de l'ozone, pouvant conduire à des concentrations significatives dans un local mal ventilé.

Cette pollution dans son ensemble a un impact très important en agriculture (attaque des [[cuticule|cuticules foliaires]]) avec perte de productivité, et pour la santé humaine. En effet, l'ozone irrite et attaque les [[Œil|muqueuses oculaires]] et des [[bronche]]s et [[bronchiole]]s, tout particulièrement chez les populations les plus sensibles. En 2010, une étude américaine<ref>{{en}} Matthew J Strickland, Lyndsey A Darrow, Mitchel Klein, W Dana Flanders, Jeremy A Sarnat, Lance A Waller, Stefanie E Sarnat, James A Mulholland et Paige E Tolbert, ''Short-term Associations between Ambient Air Pollutants and Pediatric Asthma Emergency Department Visits'', ''Am. J. Respir. Crit. Care Med.'', 8 avril 2010, {{doi|10.1164/rccm.200908-1201OC}}</ref> a confirmé que l’ozone, même à faible dose, était directement associé à la survenue des crises d’[[asthme]] chez l'enfant. Les pics de pollutions induisent une augmentation du nombre et de la gravité des crises d'asthme. Ces pics sont aussi associés à une [[surmortalité]] des personnes ayant des problèmes respiratoires (lors de [[canicule]]s notamment, mais également en hiver par temps ensoleillé). La [[prévalence]] de l'asthme ainsi que la mortalité due à l'asthme a augmenté des années 1980 à 2000<ref name=OzoneAtlanta94>{{en}} White M. C., Etzel R. A., Wilcox W. D. et Lloyd C., ''Exacerbations of Childhood Asthma and Ozone Pollution in Atlanta; Epidemiology Study'', ''Environmental Research'', {{vol.|65}}, issue 1, avril 1994, {{p.|56-68}}, {{doi|10.1006/enrs.1994.1021}}, [http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WDS-45P0Y04-1X&_user=10&_coverDate=04%2F30%2F1994&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1566905924&_rerunOrigin=scholar.google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=8c79a34644853fda38fcc03b615ef405&searchtype=a Résumé]</ref>, en même temps qu'augmentaient les taux d'ozone près des axes routiers, dans les grandes zones industrialisées et urbanisées et loin sous leur vent, dans les campagnes et jusqu'au-dessus de l'océan : l'ozone et les précurseurs troposphériques de l'ozone produits au Canada sont exportés par le vent jusqu'au centre de l'atlantique Nord. Ces quantités dépassent largement celles qui proviennent de la [[stratosphère]] (principale source naturelle d'ozone). Les taux d'ozone peuvent aussi fortement augmenter dans le panache d'émission riches en [[Oxyde d'azote|oxydes d'azote]] des [[Centrale thermique|centrales thermiques]]<ref>{{en}} B. Ryerson, M. Trainer, J. S. Holloway, D. D. Parrish, L. G. Huey, D. T. Sueper, G. J. Frost, S. G. Donnelly, S. Schauffler, E. L. Atlas, W. C. Kuster, P. D. Goldan, G. Hübler, J. F. Meagher et F. C. Fehsenfeld, ''Report Observations of Ozone Formation in Power Plant Plumes and Implications for Ozone Control Strategies'', ''Science'', 27 avril 2001, {{vol.|292}}, {{n°|5517}}, {{p.|719-723}}, {{DOI|10.1126/science.1058113}}</ref>. Dans l'hémisphère nord au moins, la pollution anthropique par l'ozone a un effet qui dépasse l'échelle des continents<ref>{{en}} David D. Parrish, John S. Holloway, Michael Trainer, Paul C. Murphy, Fred C. Fehsenfeld et Gerry L. Forbes, ''Export of North American Ozone Pollution to the North Atlantic Ocean'', ''Science'', 5 mars 1993, {{Vol.|259}}, {{n°|5100}}, {{p.|1436-1439}}, {{DOI|10.1126/science.259.5100.1436}} ([http://www.sciencemag.org/content/259/5100/1436.abstract Résumé])</ref>.

Les enfants des populations urbaines pauvres y sont souvent plus vulnérables. En 1994, à [[Atlanta]], une étude [[Épidémiologie|épidémiologique]] a montré que les jours où les taux d'ozone atteignaient ou dépassaient {{unité|0.11|ppm}} dans l'air, et jusqu'au lendemain du pic de pollution, le nombre moyen d'hospitalisation pour asthme ou difficultés respiratoires réactives était de 37 % plus élevé que les autres jours. De plus, cette étude a aussi montré que les enfants noirs de familles pauvres étaient les plus touchés<ref name=OzoneAtlanta94/>.

C'est pour toutes ces raisons que l'[[Association santé environnement France]] (ASEF), qui réunit près de {{nombre|2500|médecins}} en France, a réclamé une prise en charge politique du problème<ref>[http://asef-asso.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=629:bouches-du-rhone-quand-le-pic-dozone-touche-le-fond&catid=16:pollutions-chimiques&Itemid=257 Notre santé], sur ''asef-asso.fr'' (consulté le 3 mais 2017)</ref>.

L'ozone fait l'objet de modélisations et de prévisions accessibles depuis les années 1990<ref>Exemple : [http://www.prevair.org/fr/index.php Cartes PREV’AIR de simulation/prévision de l'ozone (incluant veille et lendemain), France et UE] (utilisable par tous sous réserve que la marque PREV’Air et l’adresse www.prevair.org soient explicitement mentionnées dans toute publication)</ref>.

== Production ==

=== En laboratoire ===

[[Fichier:Brockhaus-Efron Electric Machine 3.jpg|thumb|Machine électrostatique de Whimshurst, parfois utilisée comme générateur d'ozone pour des applications pédagogiques]]

Un appareil de laboratoire couramment utilisé pour la démonstration de production d'ozone était la [[Machine de Wimshurst|machine électrostatique de Whimshurst]] : elle utilisait la mise en rotation par une manivelle de deux plateaux isolés identiques, mais tournant en sens inverse. Des balais collectent l'[[Électrostatique|électricité statique]] produite par le frottement, ils déchargent les plaques en produisant un [[arc électrique]] autour duquel apparait de l'ozone (alors diffusé dans l'air)<ref>http://www.coe.ufrj.br/~acmq/wimshurst.html</ref>.

De l’ozone peut être produite par [[électrolyse]] en utilisant une batterie de {{unité|9|V}}, une [[cathode]] de [[graphite]], une [[anode]] de [[platine]] et l’[[acide sulfurique]] comme [[électrolyte]]. Les demi-réactions qui ont lieu sont :
:{| 
  |-
  | 3 [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] || ⟶ {{fchim|O|3}} + 6 [[Proton|H{{exp|+}}]] + 6 [[Électron|e{{exp|−}}]] || Δ''E''{{exp|o}} = {{unité|-1.53|V}}
  |-
  | 6 [[Proton|H{{exp|+}}]] + 6 [[Électron|e{{exp|−}}]] || ⟶ 3 [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]] || Δ''E''{{exp|o}} = {{unité|0|V}}
  |-
  | 2 [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] || ⟶ [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]] + 4 [[Proton|H{{exp|+}}]] + 4 [[Électron|e{{exp|−}}]] || Δ''E''{{exp|o}} = {{unité|-1.23|V}}
  |}

Trois [[Stœchiométrie|équivalents]] d’eau sont utilisés pour produire un équivalent d’ozone. Cette réaction est en compétition avec celle de formation d’oxygène.

=== Production industrielle ===

Une production industrielle d'ozone est permise par plusieurs techniques :
* exposition d'air à des [[Rayonnement|radiations]] [[ultraviolet]]tes de courtes [[longueur d'onde|longueurs d’onde]] émises par une [[Lampe à décharge|lampe à vapeur de mercure]] ;
* décharge à froid dite ''décharge [[Effet corona|corona]]'' ou ''décharge à effet corona'', dans un [[champ électrique]] élevé (technique inspirée par la [[foudre]]). <br>L’appareil de décharge est constitué de deux plaques de [[métal]] séparées par une couche d’air et un [[isolant électrique]] de [[Permittivité|constante diélectrique élevée]], comme le [[mica]] ou un verre borosilicaté. Une différence de potentiel élevée est appliquée entre les deux plaques, ce qui entraîne la dissociation des [[molécule]]s d’[[oxygène]] de la couche d’air et leur recombinaison en ozone. <br>Une [[effet corona|couronne]] peut être présente mais le champ électrique est maintenu à une valeur inférieure à celle qui entraînerait l’apparition d’un arc électrique et d’un [[physique des plasmas|plasma]]. <br>La concentration d'ozone produit est directement proportionnelle à la fréquence des décharges électriques entre électrodes. <br>Ainsi, on distingue les générateurs d'ozone à fréquence standard ({{unité|50|Hz}}) et les générateurs à fréquence moyenne (200 - {{unité|400|Hz}}). <br>Les générateurs à fréquence moyenne sont les plus courants notamment dans le traitement de l'eau, ils peuvent atteindre 4 à 6 % d'ozone à partir d'air (6 à 12 % avec un concentrateur d'oxygène) contre 1,5 à 2,5 % (3 à 4 % à partir d'oxygène) d'ozone pour les générateurs à fréquence standard ;
* certains générateurs d'ozone fonctionnent par [[électrolyse]] de l'eau. Son principal avantage est une taille réduite (parfois pas plus grand qu'un stylo).

== Destruction ==

L'ozone se dégrade très vite (cfr. décomposition de l'ozone) mais il est néanmoins indispensable de pouvoir détruire l'ozone résiduel lorsque cette molécule est utilisée en industrie dans le but évident de protection du personnel. L'ozone peut être dégradé en dioxygène par différentes façons :
* destruction thermique : les destructeurs thermiques d'ozone sont utilisés pour de grandes concentrations d'ozone. Le principe est simple : l'ozone est chauffé jusqu'à la température de {{tmp|350|°C}} pendant un certain temps, ce qui réduit sa [[demi-vie]] à quelques [[Seconde (temps)|millisecondes]]<ref>http://www.degremont-technologies.com/IMG/pdf/ODT_A4_EU-F.pdf</ref>. Les molécules d'ozone sont alors dégradées en dioxygène<ref>http://www.trailigaz.com/fd_fr.htm</ref> ;
* utilisation de [[catalyse]]urs : la destruction d'ozone au moyen de catalyseurs est la plus utilisée<ref name="Ozone destruction and ozone monitoring for safe ozone concentration on work places near ozone applications">http://www.lenntech.fr/destructeur-ozone.htm</ref>. C'est une réaction catalytique [[Réaction exothermique|exotherme]]<ref>http://www.innovatec-rheinbach.de/KVM_Prospekt_francais.pdf</ref>. L'[[oxyde de magnésium]] et une solution à 2 % de [[Iodure de potassium|KI]]<ref>''Advanced oxidation processes for the organic matter removal of agro-food brine wastewater'', M. Fiter {{et al.}}, IOA Conference and Exhibition Valencia, Spain, 29-31 octobre 2007</ref> sont parmi les catalyseurs les plus répandus ; la catalyse est le procédé qui permet de purifier l'air dans les avions de ligne<ref>Site de l'industriel BASF [https://aerospace.basf.com/deoxo.html]</ref>, dont les trajets peuvent traverser le bas de la couche d'ozone.
* utilisation de [[charbon actif]] : celui-ci est utilisé pour des concentrations très basses (0,1 à {{unité|0.3|ppm}} d'ozone ambiant). En effet, avec des concentrations plus élevées en ozone ou lorsque l'ozone est produit à partir de dioxygène concentré, le charbon actif peut déclencher une combustion<ref name="Ozone destruction and ozone monitoring for safe ozone concentration on work places near ozone applications"/>.
L'ozone résiduel peut également être rejeté dans l'atmosphère après dilution dans un grand volume d'air, opération réalisée par de puissants ventilateurs.

== Injection d'ozone gazeux dans l'eau ==

L'injection d'ozone dans l'eau est assez compliquée car l'ozone est très peu soluble dans l'eau<ref name="ICSC"/>.

=== Diffuseur à poreux ===

Des diffuseurs appelés '''diffuseurs à poreux''' dont l'élément poreux est en [[verre de quartz]] permettent un rendement maximum de 20 %. Le principe des diffuseurs à poreux est de diffuser des bulles d'ozone gazeux d'une taille variant entre 0.5 et {{unité|2|mm}} dans l'eau à traiter. Ces systèmes sont idéaux pour de petites quantités d'eau à traiter.

=== Contacteur à membrane ===

Les contacteurs à membrane permettent d'obtenir une haute concentration d'ozone dissous dans l'eau. La membrane permet les échanges entre l'ozone gazeux et l'eau à traiter. Le principe du contacteur suit la [[loi de Henry]] en abaissant la pression de l'ozone gazeux en contact avec l’eau (qui circule transversalement) pour créer une force conductrice permettant l'injection de l'ozone dans l'eau.

=== Injecteur Venturi ===

[[Fichier:Venturifixed2.PNG|thumb|Principe de l'effet Venturi]]

Un injecteur-[[Effet Venturi|venturi]] est utilisé le plus souvent pour obtenir une concentration maximale d'ozone dissous dans l'eau, en effet, un injecteur [[Effet Venturi|venturi]] permet un rendement d'environ 90 %.
Le principe du [[Effet Venturi|venturi]] est une application de l'équation de [[théorème de Bernoulli|Bernoulli]]<ref>Bruhat, G., ''Mécanique'', {{6e|édition}}, Masson, 1967</ref> qui exprime le bilan hydraulique d'un fluide dans une conduite en régime permanent :

:<math> \frac{v^2}{2 \cdot g} + z +\frac{p}{\rho \cdot g} = \mathrm{constante}</math>

;où
:<math>p\,</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho\,</math> est la [[masse volumique]] en un point (en kg/m³) ;
:<math>v\,</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g\,</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z\,</math> est l'altitude (en m).

Or, à débit constant : ''q'' (débit en m³/s) = S{{ind|1}}''v''{{ind|1}} = S{{ind|2}}''v''{{ind|2}} = constante, avec S : surface en un point (m²) et ''v'' : vitesse du fluide en un point (m/s). Ceci montre que si la surface diminue comme c'est le cas dans l'injecteur venturi, la vitesse augmente.

En reprenant l'équation simplifiée de [[théorème de Bernoulli|Bernoulli]] : si la vitesse augmente, alors la pression diminue. Il y a donc une dépression dans la zone contractée du [[Effet Venturi|venturi]] (là où le tuyau d'ozone gazeux est raccordé) ce qui permet l'aspiration de l'ozone gazeux dans l'eau à ozoner.

== Utilisations ==

L’ozone est un [[oxydant]] et un désinfectant puissant. Il présente certains avantages par rapport à d’autres oxydants habituellement utilisés dans l’industrie, en particulier le [[Dichlore|chlore]].
* C'est l'un des désinfectants les plus puissants. Son [[potentiel d'oxydoréduction]] (ou potentiel [[réaction d'oxydoréduction|redox]]) de 2,07 est très largement supérieur à celui du [[chlore]] qui est de 1,35. Cela revient à dire que l'ozone oxydera des éléments qui ne l'auraient pas été par le chlore, d'où des temps de contact bien plus courts pour un même résultat de désinfection.
* L'ozone est un assemblage de 3 [[atome]]s d'[[oxygène]], qui une fois produit n'aura qu'une priorité : oxyder tout ce qu'il rencontre (murs, machines, sols, personnel et même [[bactérie]]s ambiantes et odeurs) en se dégradant en [[dioxygène]]. D'où aucun résidu dû à la dégradation de l'ozone et surtout [[demi-vie]] extrêmement courte en industrie (quelques minutes voire quelques secondes en pratique). Dans l'eau, l'ozone tend à redevenir de l'oxygène ne laissant ici non plus aucun résidu, il peut dès lors être utilisé pour le traitement d'[[Purification de l'eau|eau ultra-pure]].
* Contrairement aux autres techniques de désinfection, l'utilisation d'ozone ne nécessite pas de stockage de produits dangereux puisqu'il est produit directement sur place et uniquement lorsque l'on en a besoin, conséquence directe de son instabilité.

De manière générale, les inconvénients en sont :
* le coût des équipements de production d'ozone, comparés à d'autres méthodes ;
* impossibilité de stocker l'ozone sous forme gazeuse ou dissous dans l'eau car il se dégrade très vite ;
* la toxicité de l'ozone, qui nécessite des mesures de sécurité plus strictes : détection d'ozone gazeux ambiant par un ozomètre à ozone gazeux capable d'arrêter la production du générateur dès que le seuil de {{unité|0.3|ppm}} dans l'air est dépassé, un destructeur d'ozone résiduel (thermique ou à catalyseur), voire des masques spécifiques pour la protection du personnel ;
* la consommation d'énergie due à la production d'ozone par décharge électrique.

=== Désinfection de l'eau potable ===

{{Article détaillé|Production d'eau potable}}

Pour la désinfection de l'eau potable, l’ozone présente des avantages par rapport au [[chlore]] : il ne reste pas présent dans l’eau et n'altère donc pas son goût, et ne provoque pas l’apparition de [[Composé organochloré|composés organochlorés]], qui peuvent être [[cancérogène]]s.

Néanmoins, l'ozone ne permet pas d'inactiver tous les [[micro-organisme]]s présents dans l'eau (comme les parasites ''[[Cryptosporidium]]''<ref>[http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/protozoa/chap_8-fra.php Les protozoaires : la Giardia et le Cryptosporidium], sur Santé Canada</ref>, ''[[Giardia]]'' et [[toxoplasmose|''Toxoplasma gondii'']]), même s'il a une efficacité certaine contre ''Cryptosporidium'' et ''Giardia''<ref>[http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/protozoa/index-fra.php#a23 Protozoaires entériques : Giardia et Cryptosporidium, sur Santé-Canada]</ref>.

L’ozone est employé dans le traitement de l’eau pour plusieurs fonctions :
* oxydation du fer ;
* amélioration de la performance de filtres à sable ;
* amélioration de la [[floculation]] (appelée « ozofloculation ») ;
* élimination de [[Composé organique|composés organiques]] nocifs, en particulier [[pesticide]]s et [[herbicide]]s. Pour cette application l’ozone est en général injecté en amont d’un filtre à charbon.

L'ozone est devenue une référence de qualité pour l'[[eau potable]] dans beaucoup de communes et de villes à travers le monde :
* l'ozone est utilisé par la ville de [[Nice]] depuis maintenant [[1907]] (première usine au monde purifiant l'eau par l'ozone à Bon-Voyage et après à Rimiez)<ref>http://www.nice.fr/Culture/Centre-du-patrimoine/Les-Fiches-Patrimoine-et-autres-publications/Gairaud-et-Rimiez-l-eau-des-collines-nicoises</ref> ;
* l'ozone a permis à la ville de [[Marseille]] et à son agglomération d'être classée en 1998, à partir des normes de l'[[Organisation mondiale de la santé]] (OMS), par le magazine ''[[ça m'intéresse]]'' : première ville de France pour la qualité de son eau<ref>{{lien web |titre=L’eau à la bouche |url=http://madame.lefigaro.fr/art-de-vivre/produit-terroir-290312-227077 |site=Madame Figaro |date=18-09-2014 |consulté le=02-10-2020}}.</ref>.

=== Traitement des eaux ===

L’ozone est utilisé dans des procédés de [[Eaux usées|traitement des eaux usées]], en particulier pour rendre digestible par des bactéries la [[demande chimique en oxygène]] (DCO) dite « dure », pour le traitement de la couleur, et pour la désinfection de l’eau en sortie de [[Épuration des eaux|stations d’épuration]] (traitement dit ''tertiaire''). Ces applications nécessitent la maîtrise de plusieurs techniques : ozonisation, mais aussi [[bioréacteur]]s. Parfois la performance de l'ozone peut être améliorée en combinant l’ozonisation à un traitement [[Ultraviolet|UV]] à haute dose d’irradiation. On parle alors de ''procédés d’oxydation avancés''.

L'ozone est également une alternative aux agents chlorés (eau de javel) pour la désinfection des eaux de piscine.

=== Utilisations médicales ===

{{article détaillé|Ozonothérapie}}

L'ozone est utilisé comme [[antiseptique]] et [[bactéricide]] dans le traitement des plaies<ref>{{lien web |titre=Archive Larousse : Larousse Médical - oxyurose - ozone |url=http://www.larousse.fr/archives/medical/page/724 |site=larousse.fr |consulté le=02-10-2020}}.</ref>.

=== Autres utilisations ===

Les propriétés oxydantes et désinfectantes de l'ozone sont encore mises à profit dans diverses situations.
* En blanchisserie, pour le lavage de linge blanc dans les installations commerciales ou hospitalières. Cette application est très répandue dans les [[Monde anglo-saxon|pays anglo-saxons]] mais peu en [[Europe continentale]].
* Dans l'[[industrie agroalimentaire]], pour la désinfection des [[Chambre froide|chambres froides]] ou de produits alimentaires comme des légumes, des fruits, de la viande ou du poisson par bain d’eau ozonée. L'utilisation d'eau ozonée permet de ne modifier ni le goût ni l'aspect des aliments.
* Dans l'agriculture pour l'éradication des insectes (''Sitophilus sp.'', ''Tribolium sp.''{{etc.}}) au niveau du stockage des grains ([[blé]], [[Orge commune|orge]]{{etc.}}) par ozone gazeux<ref>http://www.purdue.edu/uns/html4ever/030130.Mason.ozone.html</ref>. De plus, des recherches sont en cours pour la désinfection des grains au niveau des contaminants fongiques ([[Fusarium]], [[Alternaria]]{{etc.}}) ;
* En micro-électronique, les [[Wafer|''{{langue|en|wafers}}'']] destinés à la fabrication de circuits intégrés sont lavés avec de l’eau ozonée avec pour objectif l’élimination de traces éventuelles de matières organiques.
* En papeterie, l'ozone est employé comme [[Blanchiment (chimie)|agent de blanchiment]] alternatif au chlore.
* L'eau ozonée est un moyen simple à mettre en œuvre pour la destruction de [[biofilm]]s dans des conduites.

== Mesure de la concentration d'ozone ==

=== Dans l'eau ===

* Méthode colorimétrique
C'est la méthode la plus simple et la moins coûteuse. L'échantillon d'eau à analyser passe dans un tube contenant un réactif à l'ozone ([[Dipropyl-p-phénylènediamine|réactif DPD]] ou dipropyl-p-phénylènediamine appelé aussi ''réactif indigo''), la lecture de la concentration se fait grâce à un disque colorimétrique ou un [[spectrophotomètre]]. Le problème de cette technique est le manque de précision. De plus, cette méthode nécessite un personnel avec une formation de laborantin.

* Sondes électrochimiques
Les sondes [[électrochimie|électrochimiques]] contiennent un [[électrolyte]] qui est séparé de l'eau par une membrane sélective. On mesure alors un [[courant électrique]] entre ces deux [[électrode]]s placées de part et d'autre de la membrane. La concentration d'ozone dans l'eau fera varier ce courant électrique.

* Analyseur d'ozone

; Analyseur à mesure directe dans l'eau
Ces analyseurs utilisent la [[loi de Beer-Lambert]]. Une longueur d'eau connue est traversée par un rayon [[ultraviolet]]. On mesure l'absorption [[Ultraviolet|UV]] de l'échantillon et un simple calcul donne la [[Concentration molaire|concentration]] d'ozone dans l'eau.

; Analyseur utilisant la [[loi de Henry]]
Une colonne de dégazage extrait l'ozone de l'eau. La concentration d'ozone est alors mesurée dans l'air, par la suite la concentration d'ozone dans l'eau est déduite à l'aide de la [[loi de Henry]]. Le gros avantage de ces analyseurs est la possible utilisation sur des eaux non-traitées.

* Méthode de mesure de potentiel [[réaction d'oxydoréduction|redox]]
C'est une méthode assez peu utilisée car elle s'appuie sur le fait que l'ozone, étant un puissant oxydant, fera varier le potentiel redox de l'eau. C'est vrai, mais il faudra alors que la [[qualité de l'eau]] reste parfaitement constante. Sans cela, les mesures de potentiel redox risquent d'être erronées. De plus, cette méthode nécessite un [[Étalonnage (métrologie)|pré-étalonnage]] à l'aide d'une autre méthode (colorimétrique par exemple) pour pouvoir être utilisable en pratique.

=== Dans l'air ===

* Méthode colorimétrique
C'est la méthode la plus simple et la moins coûteuse. L'échantillon d'air à analyser passe dans un tube contenant un réactif à l'ozone ([[Dipropyl-p-phénylènediamine|réactif DPD]] ou dipropyl-p-phénylènediamine), la lecture de la [[Concentration molaire|concentration]] se fait grâce à une échelle colorimétrique. Le problème de cette technique est le manque de précision.

* Système de capteurs à semi-conducteur
Ces appareils utilisent un matériau [[semi-conducteur]] dont les caractéristiques électriques varient en fonction de la concentration d'ozone dans l'air.

* Analyseur d'ozone
Les analyseurs d'ozone (ou ozomètre à ozone gazeux) calculent la concentration d'ozone dans l'air à l'aide de la [[loi de Beer-Lambert]] qui détermine la concentration d'ozone en fonction de l'[[absorption (optique)|absorption]] du rayonnement [[Ultraviolet|UV]]. Ces appareils, extrêmement coûteux par rapport aux autres systèmes, présentent de nombreux avantages comme une grande précision, aucune interférence avec d'autres éléments, une réponse très rapide et aucun consommable à prévoir<ref>http://www.airaq.asso.fr/mesures/techniques-de-mesure/fonctionnement-des-analyseurs/166-l-ozone-o3.html</ref>. À noter aussi, qu'étant donné la toxicité de l'ozone gazeux, la plupart des générateurs d'ozone sont couplés à un analyseur d'ozone gazeux qui arrête la production d'ozone lorsque la valeur seuil d'ozone dans l'air ambiant (généralement {{unité|0.3|ppm}}) est dépassée.

Les variations de concentration de la [[couche d'ozone]] [[stratosphère|stratosphérique]] se mesurent par [[spectroscopie]].

== Notes et références ==

{{Références}}

{{Traduction/Référence|en|Ozone|486244751|type = note}}

== Voir aussi ==

=== Articles connexes ===

{{Autres projets|wiktionary = ozone}}
* [[Circulation de Brewer–Dobson]]
* [[Ozone troposphérique]]
* [[Ozonothérapie]]
* [[Ozonolyse]]
* [[Couche d'ozone]]
* [[Réaction d'oxydoréduction]]
* [[Effet corona]]
* [[Théorème de Bernoulli]]
* [[Johann Lahodny]]

=== Liens externes ===

* [http://www.prevair.org/fr/index.php Cartes PREV'AIR de simulation/prévision de l'ozone (incluant veille et lendemain), France et UE] (cartes utilisables par tous sous réserve que la marque PREV'Air et l'adresse ''www.prevair.org'' soient explicitement mentionnées dans toute publication)
* [https://www.cdc.gov/niosh/ipcsnfrn/nfrn0068.html Fiche internationale de sécurité]
* {{fr}} [http://www.greenfacts.org/fr/pollution-air/ozone-o3/index.htm Pollution de l'air par l'ozone et santé], résumé de GreenFacts de rapports scientifiques de l'[[Organisation mondiale de la santé|OMS]]
* [http://www.prevair.org/fr/prevision_o3.php Prévision de l'ozone], prévisions et observations de la qualité de l'air en France et en Europe
* {{en}} [http://www.ioa-ea3g.org ''{{langue|en|International Ozone Association - European African Asian Australasian Group}}'']
* [http://www.ozontherapie-aerzte.ch Association des médecins suisses pour l'utilisation thérapeutique de l'ozone]
* [http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/climatologie-1/d/lhistoire-de-lozone-revelee-par-des-spores-fossiles_16558/ ''L'histoire de l'ozone révélée par des spores fossiles''], sur ''futura-sciences.com''

{{Palette|Éléments triatomiques|Oxygène}}
{{Portail|chimie|physique}}

[[Catégorie:Ozone| ]]
[[Catégorie:Oxydant]]
[[Catégorie:Traitement de l'eau]]
[[Catégorie:Atmosphère terrestre]]
[[Catégorie:Gaz à effet de serre]]
[[Catégorie:Gaz à l'état de traces]]
[[Catégorie:Espèce chimique détectée dans le milieu interstellaire ou circumstellaire]]
[[Catégorie:Chimie environnementale]]