Le développement des nouvelles technologies de l’énergie pour l’exploitation des énergies renouvelables, comme l’énergie solaire ou l’énergie éolienne diluées et intermittentes, nécessite celui des procédés de stockage de l’énergie. Une façon de stocker ces énergies est de les transformer en énergie chimique. L’exemple le plus classique est l’électrolyse de l’eau en hydrogène, ce dernier pouvant être en effet ensuite utilisé comme carburant notamment dans des piles à combustibles. Ce qui est traité ici c’est le stockage des énergies renouvelables en convertissant le gaz carbonique en molécules carbonées, à travers la formation de liaisons carbone-hydrogène et carbone-carbone, riches en énergie. D’une certaine façon, il s’agit de faire le chemin à l’envers. L’augmentation du CO2 dans l’atmosphère provient des activités humaines, à travers la combustion du pétrole, du gaz et du charbon. Avec cette stratégie, le rêve est de récupérer ce CO2 et de le transformer en carburants, fermant ainsi le cycle, cycle vertueux. Le CO2 devient alors une molécule digne d’intérêt, riche source de carbone pour les usages de l’humanité, et non plus cette molécule accusée de tous les maux (réchauffement climatique).
Malheureusement, le défi est grand, tant la molécule de CO2 est stable et tant il est difficile de l’activer pour la transformer. Les contraintes ne sont en effet pas seulement thermodynamiques, elles sont également cinétiques. Il faut donc mettre au point des procédés performants, notamment avec le développement de catalyseurs efficaces pour les réactions étudiées. Le cours s’attache à discuter les recherches en cours sur les différents procédés, chimiques, photochimiques, électrochimiques, enzymatiques et biotechnologiques, pour valoriser le CO2.