La photosynthèse artificielle avance

La photosynthèse, c’est la réaction naturelle des végétaux chargés en chlorophylle qui utilise la lumière pour convertir le dioxyde de carbone en oxygène et produire ainsi les glucides dont la plante a besoin. Nous sommes désormais conscients que cette machine à oxygène est critique pour notre avenir et c’est pourquoi nous essayons de sauver nos forêts, et plus généralement l’ensemble de la biomasse.

La première « copie » industrielle d’envergure de ce mécanisme naturel a été le développement des panneaux photovoltaïques, avec comme objectif principal la conversion de l’énergie des photons solaires en électricité disponible immédiatement. Aujourd’hui les processus de photosynthèse naturelle sont utilisés abondamment dans la création des biocarburants, algocarburants, etc.

Mais il est tentant d’aller plus loin dans le biomimétisme : en produisant des sucres, la plante stocke en fait de l’énergie utilisable plus tard. Depuis 25 ans, chercheurs et industriels travaillent donc à développer des mécanismes de photosynthèse artificielle qui pourraient soit produire l’oxygène dont on a besoin pour respirer, soit des produits de réaction réservoirs d’énergie. Tout cela en recyclant le C0₂.

Faire mieux que les plantes

Une solution industrielle se doit, elle, d’être stable et rentable financièrement. Ce qui signifie une bonne adéquation entre, d’une part, coût et facilité de construction, reproduction et déploiement, et, d’autre part, rendement. Ce rendement pouvant s’exprimer en une combinaison de disparition de CO₂, création d’oxygène, production d’énergie instantanée et production d’énergie stockée, selon l’effet recherché.

Ce sont les progrès faits sur la stabilité et le rendement qui poussent à l’optimisme.

Stabilité

L’un des écueils toujours présents est la durée de vie des « catalyseurs » utilisés. De fait, aujourd’hui, les éléments d’environnement nécessaires aux réactions chimiques s’usent rapidement pour des raisons diverses. Mais si on en revient au tableau noir, comme tout catalyseur, ils ne devraient pas être impactés par la réaction de photosynthèse elle-même et donc devraient ressortir intacts de la réaction et pouvoir être utilisés quasi à l’infini.

On sait donc qu’il doit y avoir une solution, et dans la recherche moderne, quand on sait ce que l’on cherche et que la solution existe, on la trouve souvent plus vite qu’on ne le prévoit.

Rendement

Le plus tentant est d’aller chercher le produit le plus simple issu de la photosynthèse, comme le dioxygène ou le dihydrogène. On sait le faire, mais pour l’instant c’est très couteux et il reste des soucis de sécurité liés à l’hydrogène.

Mais on sait aussi produire directement du méthane/méthanol ou de l’éthylène/éthanol, entre autres. Des produits que l’industrie sait facilement stocker et utiliser pour ses besoins énergétiques et qu’on sait aussi utiliser pour propulser un véhicule par exemple.

L’alignement des planètes

• L’amélioration de la stabilité et du rendement de la photosynthèse artificielle convertissant le CO₂ en hydrogène.
• L’industrialisation du stockage de l’hydrogène sous forme d’hydrure emprisonné dans des galettes métalliques, assurant la sécurité et la mobilité du stockage sans risque d’explosion.
• L’amélioration du rendement des piles à combustibles convertissant finalement l’hydrogène en électricité à la demande.

Par ailleurs, on a de la marge en termes de capacité de production car, aussi volumineuse qu’elle soit, la biomasse terrestre ne convertit qu’une très faible partie de l’énergie solaire reçue par la planète. On peut donc mettre en place des usines de production sans concurrencer par ailleurs un reboisement massif.

De quoi créer une énergie vertueuse, décarbonée, stockable et facilement exploitable.

C’est faisable, on le sait : il existe un précédent, cela s’appelle un arbre. Donc il n’y a plus qu’à.