Production d'hydrogène à partir d'énergies renouvelables par voie photosynthétique et biomimétique – PhotobioH2

Dans le contexte d'une utilisation de l'hydrogène comme vecteur énergétique « propre » du futur, plusieurs filières de production peuvent être envisagées. 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. A plus long terme, l'utilisation de l'eau comme source première de l'hydrogène devrait s'imposer. L'objectif de ce projet consiste à développer des procédés de bioproduction d'hydrogène nouveaux en se basant sur les capacités de certains organismes photosynthétiques à décomposer l'eau par leur appareil photosynthétique (grâce au photosystème II) et à utiliser les électrons et les protons produits pour former de l'hydrogène (grâce à une enzyme de type hydrogénase). Deux approches sont proposées : * la première utilise les microorganismes eux-mêmes (microalgues unicellulaires) que l'on mettra en situation de production en photobioréacteur. L'objectif est ici d'optimiser les capacités de production, en optimisant les paramètres procédés en fonction des réponses biologiques attendues, et en identifiant les étapes biologiques limitantes par une double approche de génétique et de modélisation des flux métaboliques. Ces limitations seront levées par le recours au génie métabolique et au génie génétique. * la seconde vise à reproduire artificiellement les mécanismes biologiques de la photosynthèse et les mécanismes catalytiques menant à la production d'hydrogène, par une chimie biomimétique reproduisant les fonctionnalités des éléments biologiques essentiels (photosystème II et site actif de l'hydrogénase). Quelle que soit l'approche, la compréhension des mécanismes biologiques est une étape incontournable. Pour répondre à cet objectif ambitieux, une forte complémentarité entre des équipes présentant des compétences diverses (physiologie, génie génétique, génie des procédés, spectroscopie, chimie, ....) et issues de domaines scientifiques différents, mais complémentaires pour le sujet (Biologie, Chimie, Sciences pour l'Ingénieur), est essentielle.