Dans tout local où l’homme est amené à séjourner dans le cadre de son activité professionnelle ou de sa vie personnelle, l’air qu’il respire est contaminé par l’action de la respiration et par les agents chimiques, physiques, ou biologiques liés à son activité et à son environnement. Cette pollution ambiante peut avoir des effets néfastes sur sa santé et sa production. C'est sans doute à partir du XIXe siècle jusqu'à nos jours que l'air subit à grande échelle des transformations chimiques capables de le rendre, paradoxalement, irrespirable.
Dès la plus haute Antiquité, les maisons (en Egypte et en Perse notamment) sont conçues pour en régler l'atmosphère propre. Les premiers préceptes formulés pour réaliser un environnement sain sont preconisés par l'architecte romain Marcus Vitruvius Pollio dit Vitruve ( v. 70 av. J.-C.-v. 25 av. J.-C) dans son oeuvre De architectura :
"La convenance que requiert la nature des lieux, consiste à choisir les endroits où l’air et les eaux sont les plus sains pour y placer les temples, principalement ceux qu’on bâtit au dieu Esculape, à la déesse Santé et aux autres divinités, par qui l’on croit que les maladies sont guéries; car, par le changement d’un air malsain à un air salutaire, et par l’usage de meilleures eaux, les malades pourront se guérir plus aisément, ce qui augmentera beaucoup la dévotion du peuple, qui attribuera à ces divinités la guérison qu’il doit à la nature salutaire du lieu."
En 1799, Alexander von Humboldt (Berlin, 1769 - id., 1859) Naturaliste et explorateur allemand, alors ingénieur dans l'industrie minière de Prusse, inventa un appareil respiratoire pour les mineurs.
Durant la guerre de Sécession, l'Union est la première à utiliser un sous-marin sur le champ de bataille. L’Alligator dont la conception est due à l'inventeur français Brutus De Villeroi (1794-1874) est le premier sous-marin de l'US Navy et c'est également le premier à utiliser l'air comprimé (pour l'alimentation en air) et un système de filtration de l'air.
Peu avant la guerre en 1912, un inventeur américain, Garrett A. Morgan (1877-1963), créa le Safety Hood and Smoke Protector et déposa un brevet en 1914. Son système était simple et comportait un morceau de coton avec deux tuyaux qui pendaient et récoltaient l'air près du sol. Des éponges mouillées étaient insérées près de la sortie des tuyaux pour augmenter la qualité de l'air. Morgan fut acclamé en 1916 quand lui et son frère utilisèrent cet appareil pour sauver des hommes restés prisonniers dans des galeries.
Bien que le fait soit rarement évoqué, l'armée allemande employa pour la première fois des obus à gaz dès la fin 1914 en Pologne contre l'armée de l'empire russe, mais le froid intense les rendit absolument inefficaces. La version officielle veut que la première attaque chimique massive couronnée de succès lors de la Première Guerre mondiale eut lieu le 22 avril 1915, près d’Ypres par l'armée allemande. La vapeur de chlore envoyée sous forme d'un nuage dérivant sur les lignes alliées était émise à partir de bouteilles d'acier ouvertes sur place. L'attaque fit environ 10 000 victimes (morts ou hommes hors de combat). Mais la France avait mené des recherches secrètes sur ce sujet avant la Grande Guerre et avait employé ponctuellement des projectiles nommés engins suffocants. Il s'ensuivit une "course" aux protections de type masques anti-gaz et aux produits de plus en plus toxiques avec une accumulation de stocks considérables, peu utilisés après 1919. La ville d'Ypres a ainsi donné son nom à l'un des plus célèbres gaz de combat, l'Ypérite ou gaz moutarde, utilisé pour la première fois sur le front le 11 juillet 1917.
En 1918, avant l'armistice, un obus sur quatre sortait des chaînes de fabrication muni d'une charge chimique. Grâce aux masques anti-gaz et à un assez mauvais pouvoir de dispersion, seuls 5 % des tués furent victimes de ces armes, mais elles firent de nombreux blessés. On s'est rendu compte plusieurs décennies après que l'Ypérite était également cancérigène, comme probablement les arsines et d'autres toxiques.
Lors de la seconde bataille d'Ypres, une unité canadienne utilisa un système de fortune pour se protéger du chlore sous forme gazeuse employé par les Allemands. Les soldats urinaient ou déversaient de l'eau avec du bicarbonate de soude sur des chiffons et les plaçaient sur leur visage. L'ammoniac contenu dans l'urine réagissait avec le chlore en produisant des chloramines et limitait ainsi les effets du gaz.
Le coton imbibé d'urine et maintenu sur le visage restait l'un des meilleurs moyens pour se protéger mais il s'avérait peu pratique au combat. Les masques anti-gaz destinés à améliorer la condition des soldats furent développés et mis en service en juillet 1915.
En 1915, le docteur Cluny MacPherson (1879-1966) du Royal Newfoundland Regiment, consultant sur les gaz de combats à Gallipoli, mit au point un masque en utilisant un casque, de la toile et des ouvertures pour les yeux avec une protection transparente et traitée contre le chlore.
Ce modèle fut le premier masque utilisé par l'armée britannique. L'inventeur du filtre à charbon actif fut le Russe Nikolay Dimitrievich Zelinskiy (1860-1953) en 1915 qui chercha un moyen pour filtrer le chlore utilisé par les Allemands. En 1916, les masques du Russe furent introduits dans les armées des pays de la Triple-Entente.
En raison des pénuries causées par la guerre, la recherche de nouveaux procédés et matériaux était intensive. Le coton qui était utilisé dans les masques fut remplacé par le cellucoton, le précurseur du Kleenex...
En 1924 Jacques POELMAN (1898-1963) un ingénieur français diplômé (1921) de l’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielle de Paris (ESPCI),à l’origine de très nombreux brevets d’applications industrielles très diverses, est engagé par les Établissements SCHNEIDER spécialisés dans la fabrication des perles artificielles, dont la France avait la quasi exclusivité à cette époque. Jacques POELMAN développe la technique du papier plissé avec séparateurs destinés à filtrer l'air et les gaz pour la protection des ouvriers de cet établissement.
Puis, imaginant les applications possibles de son invention, il se consacra à la défense passive, à la lutte contre les aérosols, en réalisant une nouvelle cartouche pour masque anti-gaz. Son brevet, qui prévoyait l'arrêt des particules extrêmement fines telles que les arsines, fut acheté par l'État français. Celui-ci fit fabriquer les cartouches POELMAN, dont l'armée française fut dotée en 1939.
Généralisant le procédé, Jacques POELMAN installa des ateliers en Angleterre, en Suisse, en Tchécoslovaquie, et équipa en 1935 les grands abris collectifs : ligne Maginot, ministères, hôpitaux, métro, etc...
Les usines de la Société Kodak Pathé, furent parmi les premières utilisatrices, elles filtraient une grande partie de l'air entrant dans leurs bâtiments, le but étant surtout l'élimination des poussières telles que les suies et les poussières radioactives qui sont intolérables dans les pellicules sensibles. À partir de 1959, la fibre d'amiante et le papier cellulosique seront remplacés par l’utilisation de la fibre de verre développée et fabriquée par la société papetière SAINT GOBAIN. La filtration industrielle telle que nous la connaissons de nos jours est née...
