Brevet FR3009427A1 — publié le 20150206

Le domaine de l'invention est celui de la valorisation énergétique ou chimique de molécules par conversion photocatalytique. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de conversion photocatalytique permettant d'améliorer le rendement des réactions photocatalysées. Une partie de l'irradiation solaire touchant la surface de la terre peut être utilisée pour convertir des molécules telles que par exemple H2O ou CO2 en carburant (H2, CH4, ...) ou en intermédiaire pour la pétrochimie (HCOOH, CH3OH, ...) par photocatalyse. La photocatalyse repose sur le principe d'activation d'un semi-conducteur, ou photocatalyseur, à l'aide de l'énergie apportée par l'irradiation. La photocatalyse peut être définie comme l'absorption d'un photon, dont l'énergie est supérieure à la largeur de bande interdite ou bandgap entre la bande de valence et la bande de conduction, qui induit la formation d'une paire électron-trou dans le semi-conducteur. On a donc l'excitation d'un électron au niveau de la bande de conduction et la formation d'un trou sur la bande de valence. Cette paire électron-trou va permettre la formation de radicaux libres qui vont soit réagir avec des composés présents dans le milieu ou alors se recombiner suivant divers mécanismes. Chaque photocatalyseur possède une différence d'énergie entre sa bande de conduction et sa bande de valence, ou bandgap, qui lui est propre. Un photocatalyseur peut être activé par l'absorption d'au moins un photon. Les photons absorbables sont ceux dont l'énergie est supérieure à la largeur de bande interdite, au bandgap, du photocatalyseur. Autrement dit, les photocatalyseurs sont activables par au moins un photon d'une longueur d'onde correspondant à l'énergie associée à la largeur de bande interdite du photocatalyseur ou d'une longueur d'onde inférieure. On calcule la longueur d'onde maximale absorbable par le photocatalyseur à l'aide de l'équation suivante : 2 max Eg Avec Àmax la longueur l'onde maximale absorbable par le photocatalyseur (en m), h la constante de Planck (4,13433559.10-15 eV.$), c la vitesse de la lumière dans le vide (299 792 458 m.s-1) et Eg la largeur de bande interdite ou bandgap du photocatalyseur (en eV). Compte tenu de l'abondance de l'énergie solaire, les procédés photocatalytiques, que se soit pour la production d'énergie, d'intermédiaire en pétrochimie ou encore hxc pour la dépollution peuvent devenir une technologie viable. Cependant, les procédés photocatalytiques tels que mis en oeuvre jusqu'alors souffrent d'inconvénients majeurs limitant leur exploitation à grande échelle. Tout d'abord, les rendements connus jusqu'alors restent très faibles en raison notamment du fait que les composés semi-conducteurs ne sont capables d'absorber qu'une partie souvent très minoritaire des photons issus du spectre solaire. En effet, l'activation du photocatalyseur n'est possible que pour des photons de fortes énergies, supérieures au bandgap du semiconducteur c'est-à-dire pour une longueur d'onde correspondant à l'ultra-violet pour la plupart des photocatalyseurs d'intérêt. Le photocatalyseur ne présente donc pas une grande activité sous irradiation solaire. De plus, l'intermittence du rayonnement solaire induit des contraintes importantes en termes de mise en oeuvre du procédé ainsi qu'une perte significative en termes de productivité. En effet, comme illustré dans la littérature ouverte (S.S. Mao et al, Chemical Reviews, 110, p. 6503-6570, 2010 ; Y. Izumi, Coordination Chemistry Reviews, 257, p. 171-186, 2013 ; E.B. Stechel et J.E. Miller, Journal of CO2 utilization, 2013), les rendements énergétiques sont souvent très faibles de part la faible proportion de photons issus du spectre solaire absorbés par les systèmes photocatalytiques. Cet aspect implique notamment l'utilisation de très grande surface ayant ainsi un impact négatif sur le coût des installations. Dans le document WO 2011/101676 un système de production d'hydrogène à partir d'énergie solaire est proposé. Ce système propose un couplage entre un électrolyseur photocatalytique et un dispositif photovoltaïque. Un miroir sélectif en longueur d'onde est utilisé pour dissocier la partie du spectre lumineux la plus énergétique vers le photocatalyseur, et la partie la moins énergétique sur un système photovoltaïque permettant d'augmenter la différence de potentiel dans la cellule d'électrolyse et d'augmenter ainsi le rendement quantique de la réaction de dissociation de l'eau en dihydrogène. Cependant, ce type de système ne permet pas d'augmenter la part des photons capables d'opérer la réaction désirée. D'autre part, l'intermittence du procédé reste une contrainte majeure. II est également connu du document WO 2007/077366 de proposer un dispositif de production photocatalytique de dihydrogène à partir d'un concentrateur solaire. Le dispositif focalisé de récupération de l'irradiation solaire permet effectivement d'éviter toute perte de photons par réflexion et diffusion dans l'atmosphère. Cependant, le dispositif reste limité par les faibles rendements énergétiques des systèmes photocatalytiques connus de l'homme de l'art. Pour que les procédés photocatalytiques deviennent industriellement viables, les coûts doivent être réduits et l'efficacité améliorées. Il est donc souhaitable de développer des procédés photocatalytiques qui sont plus efficaces notamment en termes de rendement énergétiques. De plus, il est souhaitable de développer des procédés photocatalytiques qui peuvent fonctionner en continu indépendant de la productivité de la source d'énergie solaire. L'objet de l'invention concerne un procédé de conversion photocatalytique se distinguant par rapport aux procédés photocatalytiques classiques par un rendement énergétique amélioré et la possibilité de fonctionner en continu indépendant de la productivité de la source d'énergie solaire. Le procédé selon l'invention est effectué par irradiation dont la longueur d'onde est adaptée à l'activation du photocatalyseur dudit procédé de conversion, ladite irradiation est issue d'une source d'énergie solaire via une transformation en énergie électrique. Ainsi, par la présente invention on transforme l'irradiation solaire en énergie électrique, laquelle alimente une source artificielle d'irradiation. La source d'irradiation est utilisée pour activer un photocatalyseur absorbant les photons de longueur d'onde émis par la source d'irradiation. Le photocatalyseur permet d'effectuer la transformation photocatalytique d'un réactif en produit(s). En d'autres termes, par le procédé selon l'invention, on utilise l'énergie potentielle de l'intégralité de l'irradiation solaire en la transformant en irradiation d'une longueur d'onde qui est adaptée à l'activation d'un photocatalyseur pour un procédé de conversion d'un réactif donné. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de conversion photocatalytique d'au moins un réactif en au moins un produit en présence d'un photocatalyseur comprenant les étapes suivantes : a) on fournit un photocatalyseur, b) on transforme l'irradiation solaire en énergie électrique, ladite énergie électrique étant exclusivement soit utilisée directement dans l'étape c), soit stockée dans un dispositif de stockage d'énergie électrique, c) on fournit une source d'irradiation qui émet à une longueur d'onde nominale au maximum 50 nm inférieure à la longueur d'onde maximale absorbable par le photocatalyseur et qui produit une irradiation telle qu'au moins 50 % en nombre de photons sont absorbable par le photocatalyseur, puis on alimente ladite source d'irradiation au moins en partie par l'énergie électrique produite et/ou stockée à l'étape b), d) puis on effectue la conversion photocatalytique dudit réactif en présence dudit photocatalyseur activé par ladite source d'irradiation. Ainsi, l'invention propose une solution aux deux principaux problèmes inhérents aux procédés photocatalytiques qui est d'une part le faible rendement dû à une partie importante de photons du spectre solaire non absorbée par les systèmes semi- conducteurs et d'autre part l'intermittence de l'irradiation du soleil sur terre. En effet, l'objet de l'invention consiste notamment à irradier le système photocatalytique avec des photons de longueur d'onde adaptés au réactif mis en oeuvre en utilisant, via une transformation en énergie électrique, l'intégralité de l'irradiation solaire. Bien que la transformation de l'irradiation solaire en énergie électrique, puis sa transformation en irradiation adaptée conduisent à des pertes d'énergie, l'avantage induit par l'enchainement selon l'invention est un gain global en rendement énergétique par rapport à un système photocatalytique classique qui ne valorise qu'une faible portion du spectre solaire naturel. De plus, grâce à la possibilité de stocker l'énergie électrique issue de l'irradiation solaire et de la restituer à la source d'irradiation notamment pendant toute pénurie d'irradiation solaire, le procédé selon l'invention peut être effectué en continu. Outres les avantages en termes d'efficacité énergétique et d'opérabilité, un autre avantage est de déplacer le surdimensionnement des installations consécutif à l'exploitation de l'énergie solaire. La surface au sol requise par le procédé selon l'invention est diminuée par rapport à un système photocatalytique classique. Dans un système photocatalytique classique, pour une production visée il faut mettre en oeuvre suffisamment de réacteur photocatalytique pour assurer cette production pendant la durée de l'éclairage. Dans le cadre de l'invention proposée, pour avoir la même production, l'investissement en réacteur photocatalytique s'en trouvera réduit et ce surdimensionnement sera reporté sur la source d'énergie et non sur le photoréacteur lui même, induisant une économie en investissements et en matières premières à haute valeur ajoutée telles que les photocatalyseurs. Selon une variante, la transformation de l'irradiation solaire en énergie électrique est effectuée par une technique photovoltaïque et/ou thermodynamique. Selon une variante, la source d'irradiation est une source monochromatique, de préférence de type laser. Selon une autre variante, la source d'irradiation émet des photons dans une gamme de longueur d'onde de plus ou moins 50 nm par rapport à la longueur d'onde nominale. Dans ce cas, la source d'irradiation est de préférence de type diode électroluminescente. Selon une variante, le rendement énergétique de la source d'irradiation est supérieur 10 à 20%. Selon une variante, une partie de l'énergie électrique alimentant la source d'irradiation de l'étape c) provient d'une énergie renouvelable non-solaire et/ou d'une énergie conventionnelle. L'énergie renouvelable est de préférence choisie parmi l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique ou hydroélectricité, l'énergie géothermique 15 et/ou la biomasse. L'énergie conventionnelle est de préférence choisie parmi l'énergie fossile, l'énergie nucléaire, l'énergie thermique et l'énergie électrique issue du réseau de distribution électrique. Selon une variante, le photocatalyseur est un semi-conducteur absorbant dans l'UV. Selon une variante, la conversion photocatalytique est la dissociation d'eau en 20 dihydrogène et en dioxygène. Selon une variante, la conversion photocatalytique est la dissociation d'hydrogène sulfuré en dihydrogène et en soufre. Selon une variante, la conversion photocatalytique est la réduction du dioxyde de carbone avec de l'eau pour la production d'hydrocarbures. 25 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Transformation de l'irradiation solaire en énergie électrique Selon l'étape a) du procédé selon l'invention, on fournit un photocatalyseur. Selon 30 l'étape b) du procédé selon l'invention, on transforme l'irradiation solaire en énergie électrique, ladite énergie électrique étant exclusivement soit utilisée directement dans l'étape c), soit stockée dans un dispositif de stockage d'énergie électrique. On entend par irradiation solaire l'ensemble des ondes électromagnétiques émises 35 par le soleil. Elle est composée de toute la gamme des rayonnements, de l'ultraviolet lointain comme les rayons gamma aux ondes radio en passant par la lumière visible. Généralement, l'irradiation solaire comprend une gamme de longueur d'onde supérieure à 280 nm. Selon une variante, une partie de l'énergie électrique produite par l'irradiation solaire est utilisée directement pour alimenter la source d'irradiation de l'étape c) alors que l'autre partie de l'énergie électrique produite par l'irradiation solaire est stockée dans un dispositif de stockage d'énergie électrique. Selon une autre variante, toute l'énergie électrique produite par l'irradiation solaire est utilisée directement pour alimenter la source d'irradiation de l'étape c). Selon une autre variante, toute l'énergie électrique produite par l'irradiation solaire est stockée dans un dispositif de stockage d'énergie électrique, ladite énergie stockée étant restituée à la source d'irradiation en cas de pénurie d'irradiation solaire. Le rendement global énergétique amélioré est notamment obtenu par le fait que l'énergie électrique produite par l'irradiation solaire est exclusivement soit utilisée directement dans l'étape c), soit stockée temporairement dans un dispositif de stockage d'énergie électrique avant de la restituer à la source d'irradiation de l'étape c). Selon la présente invention, l'énergie électrique produite par l'irradiation solaire n'est donc pas introduite dans le réseau de distribution électrique. Le dispositif de stockage peut être électrique, l'électricité étant directement stockée dans des dispositifs tels que des batteries. Le dispositif de stockage peut être thermique, la chaleur produite par le thermique solaire pouvant être stockée par exemple sur des matériaux à changement de phase. Le dispositif de stockage peut encore être mécanique avec par exemple un stockage d'énergie sous la forme d'air comprimé ou d'eau relevée dans un barrage hydroélectrique. Cette énergie stockée est restituée à la source d'irradiation activant le photocatalyseur. Le principe est de constituer une réserve d'énergie exploitable en continu afin de pallier au problème de l'intermittence du flux d'irradiation solaire. La possibilité de stocker une partie de l'énergie électrique produite par l'irradiation solaire permet ainsi de faire fonctionner le procédé de conversion photocatalytique en continu, notamment pendant la nuit. La transformation de l'irradiation solaire en énergie électrique peut être effectuée par une technique photovoltaïque et/ou thermodynamique. On entend par technique photovoltaïque la transformation d'une partie de l'irradiation solaire en électricité par une cellule photovoltaïque utilisant l'effet photoélectrique. Généralement, plusieurs cellules sont reliées entre elles dans un module solaire photovoltaïque, plusieurs modules solaires photovoltaïques sont eux-mêmes regroupés pour former une centrale solaire photovoltaïque. On entend par technique thermodynamique une technique qui utilise la chaleur de l'irradiation solaire pour produire de l'électricité, par exemple dans une centrale solaire thermodynamique. Le principe de la transformation se base sur le même principe qu'une centrale électrique classique (production de vapeur à haute pression qui est ensuite turbinée pour produire de l'électricité). De préférence, la transformation de l'irradiation solaire en énergie solaire est effectuée par une technique thermodynamique, notamment dans une centrale solaire 15 thermodynamique. Etape b: Transformation de l'énergie électrique en irradiation adaptée à l'activation du photocatalyseur Selon l'étape c) du procédé selon l'invention, on fournit une source d'irradiation qui 20 émet à une longueur d'onde nominale au maximum 50 nm inférieure à la longueur d'onde maximale absorbable par le photocatalyseur et qui produit une irradiation telle qu'au moins 50 % en nombre de photons sont absorbable par le photocatalyseur, puis on alimente ladite source d'irradiation au moins en partie par l'énergie électrique produite et/ou stockée à l'étape b). 25 Afin d'optimiser le rendement global énergétique du procédé selon l'invention, la source d'irradiation produit un rayonnement dont la longueur d'onde est adaptée à l'activation du photocatalyseur, c'est-à-dire qu'elle émet à une longueur d'onde nominale au maximum 50 nm inférieure à la longueur d'onde maximale absorbable 30 par le photocatalyseur et elle produit une irradiation telle qu'au moins 50 % en nombre de photons sont absorbable par le photocatalyseur. La longueur d'onde nominale de l'irradiation fournit par la source est au maximum 50 nm inférieure, de préférence au maximum 20 nm inférieure à la longueur d'onde maximale absorbable (et donc supérieure à l'énergie correspondante à la largeur de 35 bande interdite). A titre d'exemple, dans le cas d'un photocatalyseur à base de TiO2 ayant une bande interdite de 390 nm, la source d'irradiation produit de préférence une irradiation entre 370 et 390 nm. L'irradiation générée est telle qu'au moins 50% en nombre de photons, de préférence au moins 80%, de manière préférée au moins 90%, de manière très préférée au moins 95% en nombre de photons sont absorbable par le photocatalyseur. Autrement dit, au moins 50% des photons, de préférence au moins 80 %, de manière préférée au moins 90%, de manière très préférée au moins 95% des photons ont une énergie supérieure ou égale à la largeur de bande interdite dudit photocatalyseur. Selon une première variante, la source d'irradiation peut être une source monochromatique. On entend par source d'irradiation monochromatique une source émettant des photons à une longueur d'onde donnée, aussi appelée longueur d'onde nominale. Dans ce cas, la source d'irradiation est de préférence de type laser. Selon une deuxième variante, la source d'irradiation émet des photons dans une gamme de longueur d'onde de plus ou moins 50 nm, de manière préférée de plus ou moins 20 nm, par rapport à la longueur d'onde nominale. Dans ce cas, la source d'irradiation est de préférence de type diode électroluminescente (DEL, ou LED en anglais pour Light-Emitting Diode). De manière préférée, la source d'irradiation utilisée dans le procédé selon l'invention est de type diode électroluminescente. On peut utiliser une ou plusieurs sources d'irradiation. Selon une première variante, la source d'irradiation peut être centralisée, comme dans le cas d'un laser unique. Selon une autre variante, la source d'irradiation peut être dispersée, comme dans le cas d'une multitude de diodes électroluminescentes. Le rendement énergétique de la source lumineuse est défini par l'équation suivante : 1 1 irradiation - Pflux lumineux relectrique Avec P flux lumineux la puissance de l'irradiation de la source lumineuse en Watt et Pelectrique la puissance consommée par la source lumineuse. Le rendement énergétique de la source d'irradiation est supérieur à 20%, de manière préférée 30%. La source d'irradiation est au moins en partie, et de préférence complètement alimentée par l'énergie électrique produite et/ou stockée à l'étape b) provenant directement de la transformation de l'irradiation solaire. Si l'irradiation solaire est disponible (généralement pendant le jour), la source 5 d'irradiation est de préférence alimentée par l'énergie électrique provenant directement de la transformation de l'irradiation solaire (sans stockage). Si l'irradiation solaire n'est pas disponible (généralement pendant la nuit), la source d'irradiation est de préférence alimentée par l'énergie électrique stockée dans le dispositif de stockage. 10 La source d'irradiation peut également être alimentée simultanément par l'énergie électrique provenant directement de la transformation de l'irradiation solaire et par l'énergie électrique stockée. Selon une autre variante, une partie de l'énergie électrique alimentant la source 15 d'irradiation de l'étape c) peut provenir d'une autre source énergétique telle qu'une énergie renouvelable non solaire et/ou une énergie conventionnelle. Dans ce cas, l'apport d'énergie électrique se fait de préférence par une énergie renouvelable non solaire. Parmi les énergies renouvelables permettant de produire de l'énergie électrique 20 alimentant la source d'irradiation en plus de l'énergie solaire, on peut citer l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique ou hydroélectricité, l'énergie géothermique et/ou la biomasse. Parmi les énergies conventionnelles permettant de produire de l'énergie électrique alimentant la source d'irradiation en plus de l'énergie solaire, on peut citer l'énergie 25 fossile (pétrole, gaz,...), l'énergie nucléaire, l'énergie thermique (cycle de Rankine à la vapeur, cycle organique de Rankine, moteur Stirling, valorisation de calories sur des fumées,...). Si besoin, l'énergie électrique issue du réseau de distribution électrique (par exemple dans le cas d'une valorisation des excédents de production électrique) peut également alimenter la source d'irradiation. 30 Les énergies renouvelables non solaires et/ou conventionnelles peuvent être utilisées seules ou en combinaison de deux ou plusieurs d'entre elles dans des proportions égales ou différentes pour compléter le besoin en énergie électrique permettant d'alimenter la source d'irradiation. La source d'irradiation est ainsi alimentée au moins en partie, et de préférence complètement par l'énergie électrique produite et/ou stockée à l'étape a) provenant directement de la transformation de l'irradiation solaire. Si l'apport d'énergie électrique n'est pas suffisant, un apport d'énergie électrique peut être effectué par l'énergie électrique provenant d'une énergie renouvelable non solaire et/ou d'une énergie conventionnelle. Cette flexibilité supplémentaire permet d'opérer le procédé de l'invention en continu afin de palier au phénomène d'intermittence de la source d'énergie solaire. Conversion photocatalvtique d'un réactif en produit(s) Selon l'étape d) du procédé selon l'invention, on effectue la conversion photocatalytique dudit réactif en présence dudit photocatalyseur activé par ladite source d'irradiation. L'irradiation générée, de longueur d'onde adaptée, permet de conduire une réaction photocatalytique donnée. Le photocatalyseur possède les propriétés électroniques (niveau de bandes de valence et de conduction) adaptées aux réactions de conversion de la molécule. Le procédé selon l'invention s'applique à toute réaction photocatalytique qui est thermodynamiquement possible. Généralement les procédés photocatalytiques trouvent une application dans la production d'énergie (par exemple dihydrogène) ou encore dans la dépollution. On peut notamment citer la dissociation d'eau (H2O) en dihydrogène (H2) et en dioxygène (02), la dissociation d'hydrogène sulfuré (H2S) en dihydrogène (H2) et en soufre élémentaire (S) ou encore la réduction du dioxyde de carbone (CO2) avec de l'eau pour la production d'hydrocarbures. Le photocatalyseur employé peut-être tout matériau semi-conducteur ou d'assemblages de matériaux semi-conducteurs absorbants dans le rayonnement UV et/ou le rayonnement visible et possédant un niveau de bande de conduction et de valence adapté à la thermodynamique de la réaction. De manière préférée, le photocatalyseur est un semi-conducteur absorbant dans le rayonnement UV. En effet, l'augmentation du rendement énergétique global en effectuant le procédé selon l'invention est particulièrement favorable dans le cas d'un photocatalyseur absorbant dans le rayonnement UV. Le photocatalyseur peut de manière avantageuse être associé à des particules 5 métalliques ou des composés organiques absorbants des photons de longueur d'onde définie. Le photocatalyseur peut être par exemple choisi parmi le TiO2, le ZnS, le ZnO, le W03, le MoSx, le Fe2O3, le CdS, utilisé seul ou en mélange. Dans une variante de l'invention, le système photocatalytique est composé de particules métalliques de platine ou de rhodium déposées sur un oxyde de titane semi10 conducteur. Le photocatalyseur peut être préparé selon tout mode de préparation connu de l'homme du métier. 15 La figure 1 présente schématiquement le procédé selon l'invention. Il consiste en l'enchaînement de la transformation de l'irradiation solaire en énergie électrique dans un convertisseur (1000) complétée par un stockage d'énergie électrique provenant de l'irradiation solaire dans le dispositif de stockage (2000), ladite énergie électrique alimentant une source lumineuse (3000) dont la fonction est 20 d'activer un procédé de conversion d'un réactif dans un dispositif photocatalytique (4000). Selon l'étape b) du procédé selon l'invention, on transforme l'irradiation solaire (100) en énergie électrique (400) dans le convertisseur (1000). Le convertisseur (1000) 25 peut être un dispositif photovoltaïque ou un dispositif solaire thermodynamique. Pour palier à la possible intermittence du flux d'irradiation solaire (100), on peut avoir recours à un dispositif de stockage (2000) dans lequel est stockée au moins une partie de l'énergie électrique issue de la transformation de l'irradiation solaire. Le 30 principe est de constituer une réserve d'énergie exploitable en continu. Le dispositif de stockage (2000) est alimenté par l'électricité (300) produite par le convertisseur (1000). La restitution de l'énergie stockée se fait par alimentation directe (303) de la source (3000) en cas de besoin, notamment durant la nuit. Selon l'étape c) du procédé selon l'invention, la source d'irradiation (3000) est ainsi 35 alimentée au moins en partie, et de préférence complètement par l'énergie électrique produite (400) et/ou stockée (303) à l'étape b) provenant directement de la transformation de l'irradiation solaire. Si l'apport d'énergie électrique n'est pas suffisant, un apport d'énergie électrique peut être effectué par l'énergie électrique provenant d'une énergie renouvelable non solaire et/ou d'une énergie conventionnelle (150) ou encore par un apport d'énergie électrique issue du réseau de distribution électrique (200). La source d'irradiation (3000) produit un rayonnement (500) dont la longueur d'onde est adaptée au système photocatalytique (4000). Cette production est soit centralisée, comme dans le cas d'un laser unique alimentant un réseau de fibres optiques distribuées dans le dispositif photocatalytique (4000), soit dispersée. Dans ce dernier cas le dispositif photocatalytique (4000) est alimenté par une multitude de sources dispersées en son sein, comme par exemple des diodes électroluminescentes dispersées dans le milieu réactionnel. Selon l'étape d) du procédé selon l'invention, on effectue la conversion photocatalytique dudit réactif en produit(s) en présence d'un photocatalyseur activé par ladite source d'irradiation. Le dispositif photocatalytique (4000) comporte un photocatalyseur excitable par la ou les sources d'irradiation (3000). Sa fonction est de convertir un ou des réactifs (600) en produits (601). Dans le cas où l'on réalise la photolyse de l'eau par exemple, le flux (600) est composé d'eau et le flux (601) d'un mélange d'eau, d'hydrogène et d'oxygène. Les exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. EXEMPLES Exemple 1 : Dissociation de l'eau en dihydrogène et dioxygène par irradiation 25 solaire sur un matériau photocatalytique (non conforme à l'invention). Sous irradiation solaire AM1.5 (selon norme ASTM G173-03) normalisée à 1000 W/m2, on met en oeuvre un photocatalyseur à base de rhodium sur TiO2 de type anatase. Le mode de préparation du photocatalyseur ainsi que le procédé expérimental de dissociation de l'eau est décrit dans J. Chem. Soc., Faraday Trans. 30 I, 1985, 81, p. 1237-1246. La largeur de bande interdite du photocatalyseur Rh/TiO2 anatase est déterminée à 3,2eV par spectroscopie en réflexion diffuse, ainsi seuls les photons de longueur d'onde inférieure à 390 nm sont absorbés par le photocatalyseur. Sous irradiation solaire AM1.5, on compte 1,33.1020 photons/s/m2 de longueur d'onde supérieure à 390 nm, soit 2,21.104 E/s/m2 (avec E, l'unité "Einstein" correspondant à 1mol de photons). Le rendement quantique apparent est défini comme étant le ratio entre le nombre d'actes réactionnels et le nombre de photons incidents au système réactionnel. Le photocatalyseur Rh/TiO2 possède un rendement quantique apparent de 29% pour la photodissociation de l'eau telle que décrite dans J. Chem. Soc., Faraday Trans. I, 1985, 81, p. 1237-1246. Ainsi, la mise en oeuvre de la réaction sous irradiation AM1.5 produit 6,4.10-e mol H2/s/m2. Le pouvoir calorifique inférieur (PCI, ou en anglais lower heating value : LHV) du dihydrogène est égale à 119,93 kJ/g ou 239,86 kJ/mol à 25°C et 1 atm. Ainsi, la production de dihydrogène par la mise en oeuvre décrite dans cet exemple permet de produire 15,4 W/m2 sous irradiation solaire AM1.5 à 1000 W/m2. Exemple 2 : Dissociation de l'eau en dihydrogène et dioxygène par excitation 15 d'un photocatalyseur par une source DEL alimentée par une centrale thermodynamique sous irradiation solaire (conforme à l'invention). Sous irradiation solaire AM1.5 (selon norme ASTM G173-03) normalisée à 1000 W/m2, une centrale thermodynamique à sels fondus est utilisée pour fournir une puissance électrique. Telle que décrite dans les Techniques de l'ingénieur (A. 20 Ferrière, Centrale solaire thermodynamique, BE 8903), cette centrale présente un rendement de cycle de 38% et permet donc de produire 380 W/m2. On met en oeuvre le même photocatalyseur à base de rhodium sur TiO2 de type anatase que dans l'exemple 1. Le photocatalyseur est irradié par un panneau de DEL UV (HPL-H40X1VBRO, High 25 Power Lighting Corporation) délivrant chacune 520 mW de flux radiant (gamme de photons de 370 à 390 nm) à un courant de 150 mA et une tension de 11 V. Soit un rendement énergétique du système d'irradiation de 31,5%. Ainsi, une puissance d'alimentation de 380 W/m2 permet de générer 119,7 W/m2 d'une irradiation composée de photons de longueurs d'onde entre 370 et 390 nm, soit 2,29.1020 30 photons/s/m2 et donc 3,81.104 E/s/m2 (avec E, l'unité "Einstein" correspondant à 1mol de photons). Le rendement quantique apparent est défini comme étant le ratio entre le nombre d'actes réactionnels et le nombre de photons incidents au système réactionnel. Le photocatalyseur Rh/TiO2 possède un rendement quantique apparent de 29% pour la 35 photodissociation de l'eau telle que décrite dans J. Chem. Soc., Faraday Trans. I, 1985, 81, p. 1237-1246. Ainsi, la mise en oeuvre de la réaction sous irradiation UV produit 1,1.10-4 mol H2/s/m2. Le pouvoir calorifique inférieur (PCI, ou en anglais lower heating value : LHV) du dihydrogène est égale à 119,93 kJ/g ou 239,86 kJ/mol à 25°C et 1 atm. Ainsi, la production de dihydrogène par la mise en oeuvre décrite dans cet exemple permet de produire 26,5 W/m2 sous irradiation UV alimentée par une centrale solaire thermodynamique à sels fondus sous irradiation solaire AM1.5 à 1000 W/m2. Exemple 3 : Dissociation de l'eau en dihydrogène et dioxygène par excitation 10 d'un photocatalyseur par une source DEL alimentée par une centrale thermodynamique sous irradiation solaire muni d'un système de stockage (conforme à l'invention). Sous irradiation solaire AM1.5 (selon norme ASTM G173-03) normalisée à 1000 W/m2, une centrale thermodynamique à sels fondus muni d'un système de stockage 15 de la chaleur, telle que décrite dans les Techniques de l'ingénieur (A. Ferrière, Centrale solaire thermodynamique, BE 8903), est utilisée pour fournir une puissance électrique. L'avantage de doter une centrale solaire thermodynamique d'un stockage de chaleur est de pouvoir accumuler de l'énergie thermique pendant les heures d'irradiation et de restituer cette chaleur en continue à un cycle thermodynamique 20 pour la production d'électricité. Cette centrale présente ainsi un rendement annuel solaire/électricité de 16% et permet donc de produire 160 W/m2 en continu. On met en oeuvre le même photocatalyseur à base de rhodium sur TiO2 de type anatase que dans les exemples 1 et 2. Le photocatalyseur est irradié par un panneau de DEL UV (HPL-H40X1VBRO, High 25 Power Lighting Corporation) délivrant chacune 520 mW de flux radiant (gamme de photons de 370 à 390 nm) à un courant de 150 mA et une tension de 11 V. Soit un rendement énergétique du système d'irradiation de 31,5%. Ainsi, une puissance d'alimentation de 160 W/m2 permet de générer 50,4 W/m2 d'une irradiation composée de photons de longueurs d'onde entre 370 et 390 nm, soit 5,22.1019 30 photons/s/m2 et donc 1,6.10-4 E/s/m2 (avec E, l'unité "Einstein" correspondant à 1 mol de photons). Le rendement quantique apparent est défini comme étant le ratio entre le nombre d'actes réactionnels et le nombre de photons incidents au système réactionnel. Le photocatalyseur Rh/TiO2 possède un rendement quantique apparent de 29% pour la 35 photodissociation de l'eau telle que décrite dans J. Chem. Soc., Faraday Trans. I, 1985, 81, p. 1237-1246. Ainsi, la mise en oeuvre de la réaction sous irradiation UV produit 4,6.10-5 mol H2/s/m2. Le pouvoir calorifique inférieur (PCI, ou en anglais lower heating value : LHV) du dihydrogène est égale à 119,93 kJ/g ou 239,86 kJ/mol à 25°C et 1 atm. Ainsi, la production de dihydrogène par la mise en oeuvre décrite dans cet exemple permet de produire 11,2 W/m2 sous irradiation UV alimentée par une centrale solaire thermodynamique à sels fondus munie d'un système de stockage du courant sous irradiation solaire AM1.5 à 1000 W/m2. Le tableau 1 ci-dessous résume les performances des systèmes décrits dans les 10 exemples Tableau 1 : Rendements énergétiques Exemples Intermittence du Puissance générée en procédé W/m2 sous irradiation AM1.5 Exemple 1 (non conforme à Oui 15,4 l'invention) Exemple 2 (conforme à Oui 26,5 l'invention) Exemple 3 (conforme à Non 11,2 l'invention) L'exemple 2 selon l'invention illustre un gain en rendement énergétique du procédé photocatalytique selon l'invention par rapport à une mise en oeuvre classique (exemple 15 1). L'exemple 3 selon l'invention propose un procédé photocatalytique non soumis aux intermittance jour/nuit de l'irradiation solaire sans perte importante de rendement comparée à une mise en oeuvre classique (exemple 1). 20 25 REVENDICATIONS1. Procédé de conversion photocatalytique d'au moins un réactif en au moins un produit en présence d'un photocatalyseur comprenant les étapes suivantes : a) on fournit un photocatalyseur, b) on transforme l'irradiation solaire en énergie électrique, ladite énergie électrique étant exclusivement soit utilisée directement dans l'étape c), soit stockée dans un dispositif de stockage d'énergie électrique, c) on fournit une source d'irradiation qui émet à une longueur d'onde nominale au maximum 50 nm inférieure à la longueur d'onde maximale absorbable par le photocatalyseur et qui produit une irradiation telle qu'au moins 50 % en nombre de photons sont absorbable par le photocatalyseur, puis on alimente ladite source d'irradiation au moins en partie par l'énergie électrique produite et/ou stockée à l'étape b), d) puis on effectue la conversion photocatalytique dudit réactif en présence dudit photocatalyseur activé par ladite source d'irradiation. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la transformation de l'irradiation solaire en énergie électrique est effectuée par une technique photovoltaïque et/ou thermodynamique. 3. Procédé selon l'une revendications 1 ou 2, dans lequel la source d'irradiation est une source monochromatique. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la source d'irradiation est de type laser. 5. Procédé selon l'une revendications 1 ou 2, dans lequel la source d'irradiation émet 25 des photons dans une gamme de longueur d'onde de plus ou moins 50 nm par rapport à la longueur d'onde nominale. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la source d'irradiation est de type diode électroluminescente. 7. Procédé selon les revendications 1 à 6, dans lequel rendement énergétique de la source d'irradiation est supérieur à 20%. 8. Procédé selon les revendications 1 à 7, dans lequel une partie de l'énergie électrique alimentant la source d'irradiation de l'étape c) provient d'une énergie renouvelable non-solaire et/ou d'une énergie conventionnelle. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'énergie renouvelable est choisie parmi l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique ou hydroélectricité, l'énergie géothermique et/ou la biomasse. 10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'énergie conventionnelle est choisie parmi l'énergie fossile, l'énergie nucléaire, l'énergie thermique et l'énergie électrique issue du réseau de distribution électrique. 11. Procédé selon les revendications 1 à 10, dans lequel le photocatalyseur est un semi-conducteur absorbant dans l'UV. 12. Procédé selon les revendications 1 à 11, dans lequel la conversion photocatalytique est la dissociation d'eau en dihydrogène et en dioxygène. 13. Procédé selon les revendications 1 à 11, dans lequel la conversion photocatalytique est la dissociation d'hydrogène sulfuré en dihydrogène et en soufre. 14. Procédé selon les revendications 1 à 11, dans lequel la conversion photocatalytique est la réduction du dioxyde de carbone avec de l'eau pour la production d'hydrocarbures.25