Les gaz de combat de la Première Guerre mondiale regroupaient une vaste gamme de composés toxiques allant du gaz lacrymogène relativement bénin aux mortels phosgène et dichlore (appelé bertholite par l'armée française) en passant par le gaz moutarde. Cette guerre chimique est un composant majeur de la première guerre totale. On estime qu'environ 4 % des morts ont été causées par les gaz. Contrairement à la plupart des autres armes, il était possible de développer des contre-mesures efficaces à ces gaz ce qui mena les deux camps à se livrer une course acharnée pour créer de nouveaux composés.
Considérations pratiques Choix des composés Tous les gaz n'étaient pas utilisés dans le même but. On distingue principalement deux propriétés recherchées sur le champ de bataille : les persistants (comme le gaz moutarde) et les non persistants (comme le phosgène) : Un gaz non persistant est utilisé pour provoquer rapidement un maximum de pertes chez l'adversaire tout en laissant la possibilité de déclencher par la suite une offensive avec l'infanterie (qui ne sera plus gênée ni par le gaz, qui se sera dissipé, ni par l'infanterie ennemie, décimée par l'attaque).
Un gaz persistant est utilisé pour interdire à l'ennemi l'accès à une zone stratégique ; il oblige les soldats adverses à quitter leur poste en les empêchant de revenir : dans une perspective offensive on peut ainsi bloquer durablement les abords des pièces d'artillerie ennemies ou les voies de ravitaillement adverses, dans une perspective défensive on peut couvrir la retraite d'une armée qui recule. Les unités qui utilisaient les chevaux comme force de traction ont ainsi vu leur activité considérablement handicapée. C'est une des causes de la motorisation de l'artillerie après la guerre.
Si la toxicité d'un composé est une caractéristique essentielle, ce n'est pas la seule à être prise en compte. D'autres facteurs importants sont : La température d'ébullition du gaz : les premières étapes étaient menées à partir de bonbonnes de gaz que l'on ouvrait lorsque le vent flottait vers les tranchées adverses. Le gaz étant stocké sous forme liquide (bien moins encombrante) et se vaporisant lors de son expulsion. Le dichlore bout à et convenait donc bien à cet usage, le phosgène en revanche bout à et doit donc être mélangé à un autre gaz (souvent du dichlore) pour être utilisé.
La facilité à le produire industriellement : les premiers gaz mortels utilisés étaient faits à partir d'halogènes (chlore, brome, iode) pour la production desquels l'Allemagne jouissait d'un quasi-monopole européen en 1914. Les Alliés ont ainsi dû mettre en place une industrie chimique compétitive rapidement, et ont dans un premier temps cherché à se passer du chlore. L'armée française a ainsi expérimenté pendant près d'un an l'acide cyanhydrique, dont la synthèse ne nécessitait pas de dichlore. La France et l'Angleterre ont également introduit l'usage du gaz moutarde un an après l'Allemagne à cause de difficultés pour le synthétiser.
Sa densité : un gaz dense, comme le dichlore qui est 2 fois et demie plus lourd que l'air, va rester au niveau du sol et ainsi affecter plus facilement les combattants adverses ; l'acide cyanhydrique a ainsi dû être abandonné par l'armée française car il devait être mélangé à des composés plus lourds qui en diminuaient la toxicité.
Sa discrétion : le dichlore et le gaz moutarde sont aisément détectable de par leur aspect et leur odeur, et ne peuvent donc guère surprendre les soldats qui ont donc le temps d'enfiler leurs masques à gaz. En revanche le phosgène est incolore, inodore et n'agit qu'après plusieurs heures. Il pouvait donc occasionner de nombreuses pertes (85 % des victimes des gaz qui décédèrent moururent à cause du phosgène) et eut également un effet psychologique important, les soldats n'étant jamais certains de s'être protégés à temps.
La difficulté à le neutraliser : un gaz comme le dichlore est certes extrêmement dangereux contre un individu non protégé, mais il existe contre lui des parades relativement simples ; de simples chiffons imbibés d'urine (l'ammoniac de l'urée réagissant avec le dichlore) ont ainsi permis aux forces belges et canadiennes de tenir leur position à Ypres. En revanche les premiers masques à gaz français et britanniques ne protégeaient pas contre la chloropicrine ce qui la rendait dangereuse. Les chimistes allemands ont aussi tenté de mettre au point des lacrymogènes peu toxiques mais très pénétrants pour obliger les fantassins ennemis à retirer leurs masques pendant les offensives, mais sans succès. Enfin le gaz moutarde attaquait directement la peau, et les masques à gaz n'étaient d'aucun secours contre lui.
Influence des conditions extérieures Les gaz de combat ne peuvent pas être utilisés à n'importe quel moment, et ce quels que soient les composés choisis. En effet la pluie, les températures extrêmes et la force du vent réduisent la toxicité des gaz en les dispersant ou en inhibant les réactions chimiques. Le moment d'une attaque au gaz ne peut donc pas être planifié facilement. C'est particulièrement vrai pour les premières attaques qui utilisaient des nappes de gaz dérivant vers les tranchées adverses poussées par le vent. En effet un vent changeant peut renvoyer le gaz dans les tranchées de l'armée attaquante, comme ce fut partiellement le cas lors de la première offensive chimique britannique à la bataille de Loos. De plus sur le front occidental les vents dominants soufflent d'ouest en est, ce qui avantageait les Alliés (les Britanniques resteront d'ailleurs fidèles aux nuées dérivantes bien plus longtemps que les Allemands).
La température du sol joue également un rôle important : un sol chaud ayant davantage tendance à faire s'élever les nuées de gaz, limitant leurs effets. Attaquer au matin était donc plus efficace qu'attaquer en fin de journée ; ainsi lors de la première utilisation du dichlore à Ypres, l'offensive avait été lancée à si bien que dans certains secteurs le gaz s'est dispersé et a peu affecté les défenseurs. La grande sensibilité aux conditions climatiques des attaques par nuées dérivantes en font un outil peu utile pour la planification d'offensive, toutes les armées ont ainsi fini par les délaisser pour préférer les obus chimiques (ainsi l'Allemagne utilisera exclusivement l'artillerie chimique en 1918).
Le gaz moutarde quant à lui se condense la nuit sous l'effet des températures plus basses pour se vaporiser de nouveau le lendemain sous l'effet de la chaleur : il était donc actif et dangereux pendant plusieurs jours.
Logistique La mise en place d'une attaque chimique par nuée dérivante est particulièrement difficile. En effet cela implique d'installer de nombreux cylindres de gaz ( pour la bataille de Loos par exemple) directement dans les tranchées de première ligne, ce qui présente des risques pour les fantassins de l'armée attaquante. De plus les cylindres pèsent environ , rendant leur manipulation peu aisée et lente. Ainsi il était difficile pour l'adversaire d'ignorer l'imminence d'une telle offensive.
L'artillerie chimique ne présente pas ces inconvénients, mais elle n'en posait pas moins des difficultés supplémentaires par rapport à l'artillerie conventionnelle. Tout d'abord l'insertion de composés chimiques dans les obus était particulièrement dangereuse, en Allemagne l'entreprise Bayer fabriquait ainsi du gaz moutarde mais refusait d'en remplir les obus elle-même en raison du nombre d'accidents. De plus pour être efficace l'artillerie nécessitait de nombreux types d'obus différents (conventionnels, chimique persistants et chimiques non persistants) ce qui compliquait l'approvisionnement des pièces d'artillerie tout en heurtant les habitudes souvent conservatrices des artilleurs.
Histoire des gaz de combat durant la Première Guerre mondiale 1914 : gaz lacrymogènes L’utilisation de substances chimiques dans le but de rendre intenable une position fortifiée fut envisagée avant la Première Guerre mondiale. En France, dès 1905, une commission secrète fut formée pour déterminer les substances qui pouvaient avoir un intérêt militaire. De nombreuses substances furent testées et un produit lacrymogène, le bromacétate d’éthyle, fut retenu et chargé dans différents projectiles. Le pouvoir suffocant de ce produit neutralisant, véritablement toxique, est deux fois plus élevée que celui du chloreLa guerre des gaz - Prélude à la Guerre chimique. Durant la Première Guerre mondiale, les Français furent les premiers à utiliser des grenades chargées de gaz lacrymogène (bromacétate d'éthyle) en . Les stocks furent rapidement utilisés et l'armée française lança une nouvelle commande en novembre. Après plusieurs mois d’utilisation, cette substance fut remplacée par de la chloracétone, un produit encore plus toxique, et un deuxième type de grenade suffocante apparut en .
En , les troupes allemandes utilisèrent des obus à fragmentation remplis d'agents irritants contre les positions britanniques à Neuve-Chapelle. Là encore, la faible concentration n'eut pas beaucoup d'influence sur le cours de la bataille. Aucun des belligérants ne considérait qu'utiliser des gaz lacrymogènes était en contradiction avec les de 1899 et 1907 qui interdisaient l'utilisation de projectiles contenant des gaz asphyxiants ou toxiques.
1915 : utilisation à grande échelle des gaz mortels L'Allemagne est la première à lancer une attaque chimique de grande échelle lorsque, le sur le front de l'Est, obus contenant du gaz lacrymogène sont tirés sur les positions de l'armée impériale russe le long de la Rawka à l'ouest de Varsovie lors de la bataille de Bolimov. Cependant, le froid intense bloqua l'action du gaz et les Russes ne remarquèrent pas sa présence.
Le premier agent mortel employé par les militaires allemands est le dichlore. Les compagnies chimiques allemandes BASF, Hoechst et Bayer (qui s'associeront pour former le conglomérat IG Farben en 1925) utilisaient déjà le chlore en tant que sous-produit de la fabrication de teinture.. En coopération avec Fritz Haber du Kaiser Wilhelm Institute de Berlin, ils développèrent des méthodes pour répandre le chlore dans les tranchées adverses..
D'après une lettre du major Karl von Zingler, la première attaque au gaz chloré aurait eu lieu le : « Sur les autres théâtres militaires, cela ne va pas mieux et notre chlore est censé être très efficace. On dit que 140 officiers britanniques ont été tués. C'est quand même une arme redoutable... » .
Le , l'armée allemande dispose de de chlore déployées dans en face de Langemark-Poelkapelle, au nord d'Ypres. À 17 h, dans une légère brise d'est, le gaz est libéré, formant un nuage gris-vert qui dériva vers les tranchées tenues par les troupes françaises (la d'infanterie et la d'infanterie territoriale). Celles-ci paniquent et s'enfuient, créant un vide de dans les lignes alliées. Cependant les troupes allemandes se méfient du gaz et, manquant de renforts, ne peuvent exploiter cette brèche avant que les troupes canadiennes et françaises ne se redéploient hâtivement. Les gouvernements de l'Entente se plaignent de cette violation flagrante des lois internationales. L'Allemagne répond que ces traités interdisent seulement les obus chimiques, pas les conteneurs de gaz. Dans ce qui sera la deuxième bataille d'Ypres, les Allemands utilisent les gaz trois autres fois contre la Division canadienne., Le British Official History fait état qu'à la colline 60 :
Le chlore est un puissant agent irritant qui peut infliger des dégâts aux yeux, au nez, à la gorge et aux poumons. À hautes concentrations, il peut causer la mort par asphyxie.
Sur le front de l'Est, lors d'une attaque chimique près de Varsovie, les pertes de l'armée russe s’élèvent à hommes dont . En réaction, une commission militaire est organisée pour étudier l'envoi de gaz par des obus.
Efficacité et contre-mesures