Paul Héroult, né le 10 avril 1863 à Thury-Harcourt (Calvados) et mort le 9 mai 1914 à Antibes (Alpes-Maritimes), est un physicien français. Il est l'inventeur de l'électrolyse de l'aluminium et du four à arc électrique pour l'acier.
Paul Héroult est né au faubourg Saint-Bénin de Thury-Harcourt, un petit village de la vallée de l'Orne, dans le département du Calvados. Son père, Patrice, et son grand-père sont tanneurs. Sa mère, Élise Lepetit Desaunay, est la fille du maître du relais de poste d'Harcourt.
À l'âge de sept ans, pour éviter la guerre de 1870, ses parents l'envoient chez une parente en Angleterre où il séjourne pendant trois ans. Il y apprend l'anglais, langue qui lui sera extrêmement utile dans sa vie professionnelle. À son retour, il est placé au pensionnat à Caen. Le responsable de l'établissement pratique une conception « à la dure » de l'éducation des élèves. Paul Héroult en garde un dégoût pour l'enseignement classique.
En 1875, son père déplace sa tannerie de la Normandie vers la région parisienne et l'installe à Gentilly, sur les bords de la Bièvre. Paul est scolarisé au collège Sainte-Barbe à Paris où il manifeste un goût prononcé pour la physique, la chimie et la mécanique, et se fait remarquer par ses inventions qu'il traduit en croquis dans ses cahiers. C’est au collège Sainte-Barbe, à l’âge de quinze ans, qu’il a l'occasion de lire le traité d'Henri Sainte-Claire Deville sur l'aluminium (De l'aluminium, ses propriétés, sa fabrication et ses applications, 1859). À cette époque, l'aluminium est aussi cher que l'argent. Il est utilisé, par exemple, pour des objets de luxe, des bijoux, etc. Héroult veut mettre au point un procédé pour le rendre moins cher, ce qu'il réussira à faire huit ans plus tard en découvrant le procédé de l'électrolyse de l'aluminium.
Paul Héroult obtient son baccalauréat ès sciences à l'âge de 17 ans. Il est admis en octobre 1881 en classe préparatoire au Lycée Jean-Baptiste-Say. En juillet 1882, il est admis à l'École des mines de Paris (classé douzième sur vingt-six). Il a comme professeur de chimie générale Henry Le Chatelier. À l'examen d'octobre, Paul Héroult n'est que dix-septième sur vingt. Seuls les dix premiers sont reçus. Il échoue. Il prétend que son éviction est la conséquence d'un chahut et notamment d'une éponge lancée en direction du directeur des études.
Il s'engage comme volontaire au 20e régiment d'artillerie à Poitiers. Il est libéré en 1884.
Invention de l'électrolyse de l'aluminium
Le père de Paul Héroult meurt en 1885. Les affaires de la tannerie familiale sont mauvaises. Plutôt que de gérer les problèmes de la tannerie, Paul Héroult se lance dans une recherche pour la production d'aluminium. En juillet 1885, il réunit une équipe dont certains membres ont été élèves à l'École des mines avec lui : Louis Merle, Jules Faucher, Lucien Jan-Kerguistel, de Dianous de la Perrotine, Longuet. Louis Merle est le fils de Henry Merle qui créa l'usine de production chimique d'aluminium de Salindres dans le Gard.
À l'issue d'un échec causé par une température trop importante, il a l'idée d'ajouter de la cryolithe pour abaisser la température. Puis il entreprend d'ajouter une petite quantité d'oxyde métallique.
Après divers déboires, échecs et avec le soutien financier de sa mère, il dépose son brevet le 23 avril 1886. Le brevet, portant le numéro 175711, s'intitule Procédé électrolytique pour la production de l'aluminium.
Il exprime sa demande de la manière suivante : « Le procédé que je désire breveter pour la préparation de l'aluminium consiste à décomposer de l'alumine, en dissolution dans un bain de cryolithe en fusion, par le courant électrique aboutissant au bain. L'oxygène se rend à l'anode et brûle avec elle. L'électrode positive, c’est-à-dire l'anode, est à remplacer après combustion, mais cette combustion empêche la polarisation et assure, par cela même, la constance dans l'énergie et dans l'action du courant électrique. Le bain sert indéfiniment s'il est alimenté d'alumine. »
Paul Héroult rencontre Alfred Rangod, alias Pechiney, qui dirige la Compagnie des produits chimiques d'Alais et de la Camargue pour trouver un partenaire. La rencontre est un échec. Il échoue également à trouver des capitaux auprès de la banque Rothschild, à la suite d'une expertise défavorable d'Adolphe Minet.
Querelle des brevets avec Charles M. Hall
La même année que Paul Héroult, le 22 février, l'américain Charles Martin Hall met au point un processus similaire d'électrolyse de l'alumine pour produire de l'aluminium. Il dépose un brevet très voisin de celui de Héroult le 9 juillet 1886 aux États-Unis et le 2 avril 1889 en France.
Alors que la législation française attribue l'invention au premier déposant et valide le brevet de Paul Héroult, aux États-Unis s'ouvre une « querelle de brevets » entre les deux inventeurs qui dure plusieurs années.
La législation américaine attribue en effet le brevet à celui des deux inventeurs qui a le premier réalisé et mis en pratique son invention. Héroult ayant effectué ses premiers essais en 1885 et Hall début 1886 seulement, le français devait l'emporter. Cependant, la loi des États-Unis comporte une clause de faveur pour les inventeurs américains. Les dates de réalisation et de mise en pratique à prendre en compte doivent être celle établies sur le territoire des États-Unis. Après une longue procédure, les autorités américaines décrètent, le 2 février 1892, que le brevet aux États-Unis est attribué à Hall, les expériences de Héroult en 1885 ne remplissant pas les conditions requises.
Le différend se règle ensuite par un compromis entre les deux inventeurs, Héroult acceptant de limiter l’exploitation de son brevet à l’Europe, et Hall à l’Amérique.
Le même procédé mis au point séparément par les deux inventeurs en 1886, est toujours encore utilisé actuellement pour extraire industriellement de l'aluminium par électrolyse. Il est dénommé « procédé Hall-Héroult ».