Thème 4 : Production et
stockage d'hydrogène

GAT et PRI

PRI 4.1 : Production d'hydrogène par des énergies renouvelables

- Résumé -

Même si l'hydrogène apparaît comme un vecteur énergétique d'avenir notamment pour son intérêt environnemental évident, le choix de la méthode de production reste ouvert, plusieurs solutions pouvant être envisagées. En effet, même si l'hydrogène est une énergie totalement propre lors de son utilisation, sa production ne l'est pas forcément. Actuellement, les voies retenues à court terme se basent sur des sources non renouvelables d'énergie, comme l'électricité, le méthane ou d'autres produits organiques dérivés du pétrole. L'objectif de ce projet est d'étudier et de développer les méthodes de production d'hydrogène basées sur des énergies renouvelables et, si possible, sans dégagement parallèle de gaz à effet de serre, afin de mettre en œuvre à plus long terme des procédés totalement propres. Dans ce contexte, l'utilisation de l'eau comme source première de l'hydrogène est à privilégier, et les études décrites dans ce projet se proposent de travailler sur cette base commune. En effet, plusieurs solutions sont possibles et pourraient amener à plus ou moins long terme à l'augmentation de la part des énergies renouvelables dans la production d'hydrogène. Les solutions envisagées dans ce projet s'inspirent à la fois des capacités naturelles de certains microorganismes à décomposer l'eau, et donc produire de l'hydrogène, grâce à une enzyme de type hydrogénase et aussi par des voies synthétiques mettant en œuvre des modèles biomimétiques. Trois études sont pour cela proposées. La première utilise les microorganismes eux-mêmes en les mettant en conditions de production d'hydrogène (Étude n°1 : Production d'hydrogène par des microalgues), les seconde et troisième études étant basées sur des approches visant à reproduire artificiellement les mécanismes biologiques menant à la décomposition de l'eau (Étude n°2 : Production d'hydrogène par une approche biomimétique des enzymes hydrogénases, Étude n°3 : Photoproduction de dioxygène et de dihydrogène par photolyse de l'eau). Ces deux dernières études se différencient par leur démarche, l'étude n°3 se basant sur les processus biologiques pour chercher à élaborer artificiellement des modèles biomimétiques reproduisant l'action des enzymes hydrogénases dans l'appareil photosynthétique, tandis que l'étude n°2 se focalise sur l'élaboration d'électrocatalyseurs/photocatalyseurs spécifiques et efficaces inspirés de l'analyse structurelle des enzymes hydrogénases.