Réduction catalytique photostimulée du CO2 à l’aide de porphyrines de fer

Facing the current environmental and energy issues, the activation of small molecules such as water, oxygen and carbon dioxide represents a main research challenge. In particular, the utilization of solar energy combined to catalysts made of abundant and non-toxic materials to generate energy vectors such as hydrogen, methanol or methane, is a strategic, even at long term, objective. To efficiently convert sunlight into electrons and then into chemical energy stored in molecular bonds, either by electrochemical or photochemical ways, chemical processes require a selective and robust catalysis with desired properties, which necessitates the intimate understanding at the molecular scale. In this thesis is described the use of molecular homogeneous catalysts based on fourth-period transition metals, and in particular iron porphyrins, in mild conditions including in aqueous environments, to efficiently use solar light to catalyze the photochemically induced reduction of CO2 into CO and methane.Face aux défis actuels de l’énergie et de l’environnement, l’activation de petites molécules comme l’eau, l’oxygène ou le dioxyde de carbone constitue un enjeu majeur de recherche. En particulier, l’utilisation de l’énergie solaire associée à des catalyseurs basés sur des métaux abondants et non toxiques, afin de générer des vecteurs énergétiques tels que l’hydrogène, le méthanol ou le méthane est un objectif stratégique à long terme. Afin de convertir efficacement l’énergie solaire en électrons puis en énergie chimique stockée dans des liaisons, que ce soit par voie électrochimique ou photochimique, les processus nécessitent une catalyse à la fois robuste et sélective, ce qui requiert leur compréhension à l’échelle moléculaire. Dans cette thèse est décrite l’utilisation, en phase homogène, de catalyseurs moléculaires basé sur des métaux de transition de la quatrième période, en conditions douces, et y compris en milieu aqueux, pour la catalyse photochimique de réduction du CO2 en CO et méthane en utilisant l’énergie solaire