Brevet FR3145560A1 — publié le 20240809

La présente invention concerne un procédé de conversion chimique d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 en présence d’un système catalytique, encore appelé catalyseur, activé par plasma froid (par exemple généré par décharge à barrière diélectrique DBD). Elle concerne également un système catalytique ainsi que l’utilisation d’un tel système catalytique, activé par plasma froid, pour produire des molécules à haute valeur ajoutée, tel que l'hydrogène (H 2 ). Réaction de conversion du gaz à l'eau directe par plasma catalyse La présente invention relève du domaine de la conversion chimique, en particulier de la conversion chimique du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 en présence d’un système catalytique activé par un plasma froid, par exemple généré par "décharge à barrière diélectrique", dite DBD. L'invention concerne en particulier ledit procédé de conversion, ledit système catalytique, ainsi que l’utilisation d’un tel système catalytique pour produire des molécules à haute valeur ajoutée, tel que l'hydrogène (H 2 ). Etat de la technique antérieure L'hydrogène est une alternative propre aux sources d'énergie conventionnelles basées sur les combustibles fossiles. Il est considéré comme le choix énergétique idéal pour le développement d'un avenir durable. La réaction de conversion du gaz à l'eau (dite « WGS » pour Water Gas Shift ou « réaction WGS »), constitue une méthode de choix pour augmenter la teneur en hydrogène (H 2 ) d’un gaz de synthèse. Ce procédé est normalement déployé après un reformage à la vapeur ou une oxydation partielle du gaz naturel ou du charbon pour produire un gaz de synthèse riche en hydrogène [1]. La réaction WGS (voir Equation 1) est réversible et légèrement exothermique. Elle est sensible aux variations de température. Une température trop élevée augmente significativement la vitesse de réaction mais favorise la réaction inverse « Reverse Water Gas Shift » ou « réaction RWGS » qui est endothermique (voir Equation 2), ce qui limite le taux de conversion. Un compromis doit donc être trouvé entre la vitesse de réaction (haute température) et le taux de conversion (basse température) [1], [2]. CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ; ΔH° = -41,09 kJ/moL (Eq.1) CO 2 + H 2 → CO + H 2 O; ΔH° = 41,09 kJ/moL (Eq.2) En raison des contraintes thermodynamiques, la réaction WGS est normalement réalisée dans deux réacteurs séparés : un réacteur à haute température (HTS) et un réacteur à basse température (LTS) [1], [2]. Selon cette approche, la cinétique est favorisée dans le premier réacteur en raison de la température élevée, tandis que la thermodynamique est favorisée dans le réacteur à basse température, ce qui permet d'obtenir un rendement élevé en H 2 . En général, la réaction WGS est réalisée sur des catalyseurs à base d'oxyde de fer dans la région des hautes températures (HTS) (>300°C), suivie de la réaction sur des catalyseurs à base de cuivre dans la région des basses températures (LTS) (200-250°C) afin d'optimiser le processus d'un point de vue cinétique et thermodynamique. Le couplage des procédés HTS et LTS nécessite une conception minutieuse du procédé, notamment l'utilisation d'échangeurs de chaleur pour la régulation thermique des flux réactionnels, ce qui entraîne des coûts d'investissement et d'exploitation élevés [1], [2], [3]. En outre, dans des conditions de la réaction WGS, la désactivation du catalyseur due au frittage du métal et à la cokéfaction est également problématique, ce qui réduit l'efficacité du procédé et augmente les coûts opérationnels. L’activation des réactifs par le biais du plasma non thermique (NTP) assisté par la réaction WGS avec un catalyseur est l'un des candidats pour résoudre les problématiques de l’art antérieur. Les quelques études qui ont été réalisées à ce jour ne sont pas satisfaisantes en termes de stabilité, d’efficacité et de coût, ce qui limite l’utilisation du système en vue d’une application industrielle [4], [5], [6], [7]. L’objet de la présente invention est notamment de proposer un procédé de conversion chimique du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 en présence d’un système catalytique qui présente des rendements catalytiques et énergétiques élevés, et susceptible d’être exploité à grande échelle. Un premier objet de la présente invention est un procédé de conversion chimique d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 en présence d’un système catalytique, encore appelé catalyseur, comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre, activé par plasma froid. Selon un mode de réalisation, le plasma froid est un plasma généré par décharge à barrière diélectrique (DBD). Un second objet de la présente invention est un système catalytique, encore appelé catalyseur, permettant de convertir, de préférence en une seule étape, un mélange de gaz comprenant du CO et de la vapeur d’eau en H 2 . Ce système catalytique, qui peut par exemple être activé par un plasma DBD, permet de surmonter tous les inconvénients de l’art antérieur présents dans le procédé thermique (couplage des procédés HTS et LTS) et capable de synthétiser directement de l’hydrogène à partir de CO et de la vapeur d’eau dans des conditions atmosphériques avec un rendement élevé par rapport aux études décrites dans l’art antérieur. Selon un mode préféré de réalisation, ledit système catalytique comprend : - un support comprenant de la cérine ou de l’oxyde de cérine, - au moins un premier promoteur comprenant du cuivre, - au moins un second promoteur sélectionné dans le groupe consistant en les métaux de transition, les métaux pauvres, les lanthanides, et leurs mélanges. Un troisième objet de la présente invention concerne l’utilisation d’un catalyseur activé par plasma froid pour la conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS, ledit catalyseur comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre. La présente invention permet de surmonter tous les inconvénients des procédés traditionnels de catalyse thermique, tels que décrits dans l’art antérieur, et d’obtenir ainsi des rendements catalytiques et énergétiques élevés, et est ainsi susceptible d’être exploité à grande échelle. Description des figures D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés : Schéma fonctionnel PFD d'un réacteur DBD. Réacteur de catalyse par plasma pour la conversion chimique d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 . La illustre le dispositif expérimental (schéma PFD) utilisé dans un exemple, la réaction du gaz à l’eau (réaction WGS), par un procédé plasma DBD couplé à un système catalytique (également appelé catalyseur de manière équivalente) selon un mode de réalisation de la présente invention. [Tableau 1] Tableau illustrant l'activité catalytique de plusieurs catalyseurs testés en plasma DBD. Le [Tableau 1] indique en particulier les résultats de l'activité catalytique obtenus en termes de conversion et de sélectivité. Définitions L’expression “compris entre … et …” (par exemple, une plage de valeurs) doit être entendue comme incluant les limites (par exemple, les valeurs limites de cette plage de valeurs). Toute description en lien avec un mode de réalisation est applicable et interchangeable avec l’ensemble des autres modes de réalisation de l’invention. L’expression “et/ou” doit être entendue comme signifiant “et” et “ou” ; par exemple, l’expression “A et/ou B” doit être entendue comme signifiant soit A et B, soit seulement A, ou seulement B. L’expression “N, M et/ou P” doit être entendue comme signifiant “N et/ou M et/ou P”. L’expression “N, M et P” doit être entendue comme signifiant “N et M et P”. Lorsqu’un élément ou un composant est inclus dans et/ou sélectionné dans une liste d'éléments ou de composants, il doit être compris que cet élément ou composant individuel peut être sélectionné et combiné avec d’autres éléments individuels, ou peut être sélectionné pour constituer un sous-groupe de deux ou plusieurs éléments ou composants explicitement énumérés ; également, tout élément ou composant cité dans une liste d'éléments ou de composants peut être omis de cette liste. Le terme « DBD – Décharge à Barrière Diélectrique » désigne, dans la présente invention, une décharge électrique créée entre deux éléments électriquement conducteurs séparés par un ou plusieurs éléments diélectriques. Le terme « diélectrique » désigne, dans la présente invention, un matériau isolant électrique qui permet d’assurer une isolation électrique entre le réseau haute tension associé à l’électrode et le tube électriquement et thermiquement conducteur connecté à la masse via le réacteur. Ce type de matériau isolant électrique est également utilisé à l’intérieur de la cellule DBD afin de générer un plasma par Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) en favorisant l’accumulation de charges électriques sur la surface de ce matériau. Le terme « catalyseur » ou « système catalytique » désigne, dans la présente invention, un matériau promouvant la réaction chimique des espèces réactives, par exemple des fluides de réactifs. Le terme « plasma-catalyse » désigne, dans la présente invention, le procédé qui met en œuvre une décharge électrique de plasma couplé à un catalyseur. Dans le cadre de la présente invention, les termes « Water Gas Shift », « WGS », « réaction WGS » désigne la réaction de conversion directe du gaz à l’eau selon l’équation 1. Le terme « hydrogène » doit être entendue comme signifiant « dihydrogène » ou « H 2 ». Le terme « support » ou « support du catalyseur » désigne, dans la présente invention, un matériau solide ou un mélange de matériaux solides caractérisé par une surface spécifique élevée, sur lequel le(s) promoteur(s) est(sont) déposé(s). Le terme « promoteur » ou « promoteur du catalyseur » désigne, dans la présente invention, un matériau solide ou un mélange de matériaux solides ajouté à la surface du matériau support, généralement en petites quantités, visant à accroître l’efficacité et les performances du catalyseur. Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Description détaillée de l’invention Procédé de conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS Un premier objet de la présente invention concerne un procédé de conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 en présence d’un catalyseur, activé par plasma froid, ledit catalyseur comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre. Ce procédé vise à produire, en une seule étape, des molécules à haute valeur ajoutée, tel que l'hydrogène (H 2 ). Le procédé de conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon ladite réaction WGS (Eq. 1) est réalisé en présence du système catalytique de la présente invention, ainsi que d’un plasma froid, de préférence un plasma généré par décharge à barrière diélectrique (DBD). La synergie de la catalyse par plasma dans ce procédé montre un grand potentiel pour la synthèse directe de l’hydrogène, un gaz à haute valeur ajoutée, à partir du CO et de la vapeur d’eau. Selon un mode de réalisation du procédé de l’invention, le catalyseur sélectionné est placé entre les électrodes d’un réacteur DBD, permettant aux espèces gazeuses de circuler à travers le catalyseur, et est activé par des décharges électriques à haute tension (de l'ordre de kV) d'une durée de l'ordre de la nanoseconde à la microseconde. Cette polarisation, combinée à l'adsorption, la désorption et l'interaction catalyseur/gaz, donne lieu à la formation du plasma, ainsi qu'à son activation et la production d’hydrogène. L'énergie électrique fournie au lit fixe sous forme de haute tension sinusoïdale ou pulsée, crée des courants multiples sur les ondes porteuses HV (haute tension), pendant la polarisation positive et négative. Ces streamers de quelques centaines de picosecondes à quelques dixièmes de nanosecondes, sont responsables de la polarisation négative ou positive des sites catalytiques. Avant l’étape de conversion du mélange de gaz, le système catalytique selon l’invention, dans le cas où ses composants sont sous forme oxydés, est avantageusement réduit in situ sous plasma froid, préférablement un plasma DBD, sous H 2 comme gaz de décharge. Lors de la mise en œuvre du procédé de l’invention, un fort champ électrique est créé, ce qui active ledit système catalytique, plus particulièrement entre les grains dudit système catalytique ou à proximité, en amont ou en aval du système catalytique, dans le flux de gaz. Ce fort champ électrique est typiquement entre 10 3 et 10 10 V /m, et peut varier dans le temps. Il permet l’ionisation d’une partie du gaz et l’excitation d’atomes et de molécules présents dans la phase gazeuse. Les parois du réacteur peuvent être typiquement constituées d’un matériau métallique ; alternativement, dans le cas où un réacteur DBD est préférentiellement utilisé pour la mise en œuvre du procédé de la présente invention, les parois du réacteur sont constituées d’un matériau diélectrique tel que le quartz, l’alumine ou la céramique. Le réacteur peut avantageusement être de forme cylindrique. En plus de la création d’un état de plasma froid, le fort champ électrique créé est responsable de la polarisation négative ou positive des sites catalytiques. Cette polarisation induit des réactions d’adsorption et de désorption, ce y compris à basse température (par exemple à des températures inférieures à 350°C, voire inférieure à 300°C). Selon le procédé conventionnel sans polarisation, la température de travail est plus élevée, généralement de l’ordre de 500°C à 800°C. Le réacteur comprend au moins une entrée permettant son alimentation en gaz à convertir, comprenant du CO et de la vapeur d’eau et une sortie pour évacuer les produits formés, notamment le H 2 . Selon un mode de réalisation du procédé de l’invention, la vapeur d’eau (H 2 O) est en excès par rapport au monoxyde de carbone (CO). Selon un mode de réalisation du procédé de l’invention, le ratio vapeur d’eau (H 2 O) / monoxyde de carbone (CO) dans le mélange de gaz à convertir varie entre 1 et 5, par exemple entre 1 et 4, de préférence entre 1 et 3. Dans une variante de l’invention, le système catalytique de l’invention est activé par un plasma DBD en fournissant une puissance électrique inférieure à 25 W/g de système catalytique (à savoir le système catalytique présent dans le réacteur, c’est-à-dire dans le lit catalytique). La réaction de conversion est avantageusement réalisée à une pression proche ou égale à la pression atmosphérique (10 5 Pa), par exemple à une pression entre 1.10 4 Pa et 3.10 5 Pa. La réaction de conversion peut être réalisée dans des conditions pseudo-adiabatiques, c’est-à-dire sans isolation thermique et sans chauffage externe, ou dans des conditions isothermes, c’est-à-dire avec isolation thermique et/ou chauffage externe. Selon une variante de réalisation du procédé de l’invention, le plasma DBD est généré par application d’une tension entre les deux électrodes comprises entre 1 et 25kV, préférablement entre 5 et 15 kV, et/ou avec une fréquence de comprise entre 1 kHz à 100 kHz. La vitesse spatiale horaire du gaz (GHSV) peut notamment être comprise entre 1000 h -1 et 150000 h -1 , préférablement inférieure à 100000 h -1 . Un système de refroidissement peut être présent entre le contenant destiné à recevoir les produits générés par la réaction de conversion et la sortie du réacteur de sorte à condenser et à éliminer la vapeur d’eau n’ayant pas réagi pendant la réaction de conversion. Catalyseur selon l’invention Un second objet de la présente invention porte sur Un catalyseur pour la conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 , ladite conversion étant réalisée en présence d’un plasma froid et ledit catalyseur comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre. Selon un mode préféré de réalisation, ledit catalyseur comprend : - un support comprenant de la cérine ou de l’oxyde de cérine, - au moins un premier promoteur comprenant du cuivre, - au moins un second promoteur sélectionné dans le groupe consistant en les métaux de transition, les métaux pauvres, les lanthanides, et leurs mélanges. Dans le cadre de la présente invention, les termes « système catalytique » et « catalyseur » sont équivalents et interchangeables. Selon un mode de réalisation de l’invention, ledit système catalytique est appelé système catalytique mono/ bi/tri métallique. Il est à noter que la notion de catalyseur monométallique, bimétallique ou trimétallique concerne notamment les espèces présentes dans le catalyseur sans tenir compte du support utilisé. Par exemple, lorsque le catalyseur est dopé par deux promoteurs, on parle ici d'un catalyseur bimétallique ; lorsque le catalyseur est dopé par trois promoteurs, on parle ici d'un catalyseur trimétallique. Le support utilisé dans le cadre de la présente invention est notamment choisi pour sa capacité à adsorber les réactifs et plus particulièrement le CO, pour sa stabilité thermique et pour sa surface spécifique élevée visant à favoriser l'interface plasma-catalyseur, qui permet d'offrir diverses voies de réaction dans la chimie de surface. Il est également choisi pour ses propriétés diélectriques qui peuvent impacter les propriétés du plasma et modifier le comportement de décharge du plasma DBD, lorsque celui-ci est utilisé, le champ électrique et la densité électronique en raison de la permittivité diélectrique et de l'effet de polarisation qui donne lieu au champ électrique local. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le support du système catalytique comprend de la cérine ; notamment, le support peut être constitué de cérine. Selon un mode de réalisation ou d’utilisation, le support est un oxyde de cérine. Ainsi, le support du système catalytique peut, en outre, comprendre d’autres composants, par exemple un oxyde mixte et/ou de l’alumine et/ou du zirconium. Le choix du support est important comme il impacte les propriétés physicochimiques (basicité, acidité, réductibilité, mobilité de l’oxygène due à la présence de défauts inhérents présents sur ladite surface…), ainsi que les propriétés texturales (volume poreux, diamètre des pore, surface spécifique…) et les propriétés électriques (permittivité, conductivité…), qui vont à leur tour moduler les performances catalytiques du système. La préparation du support du système catalytique est détaillée ci-dessous. Le support utilise dans le cadre de la présente invention peut être aussi un support commercialement disponible. Le système catalytique selon l’invention permet de produire des molécules à haute valeur ajoutée comme de l’hydrogène, lors de la conversion, notamment la réaction de conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS , en présence d’un système catalytique et d’un plasma froid, de préférence un plasma généré par décharge à barrière diélectrique (DBD), tout en améliorant les performances catalytiques de la réaction WGS, c’est-à-dire le taux de conversion du CO et la sélectivité vers le produit désiré (hydrogène). A cet effet, le système catalytique selon la présente invention comprend au moins un promoteur, c’est-à-dire un ou plusieurs promoteurs. Dans le cadre de la présente invention, le promoteur se trouve sous n’importe lequel de ses états d’oxydation et notamment sous forme métallique ou sous forme d’oxyde. Ledit au moins un promoteur agit comme un dopant et impacte les propriétés physicochimiques, texturales ainsi que conductrices du système catalytique. Le promoteur selon l’invention possède avantageusement des propriétés physicochimiques de surfaces adéquates pour aider à fixer les réactifs ainsi que des propriétés diélectriques adéquates qui permettent d’améliorer la conductivité du système catalytique résultant et qui conduisent à des taux de conversion du CO élevés. Ainsi, dans le cadre de la présente invention, ledit au moins un promoteur est sélectionné dans le groupe consistant en les métaux de transition, préférentiellement le au moins un premier promoteur comprenant du cuivre. Dans le cadre de la présente invention, le cuivre se trouve sous n’importe lequel de ses états d’oxydation et notamment sous forme métallique ou sous forme d’oxyde (CuO ou Cu 2 O). La teneur massique en cuivre dans le système catalytique varie avantageusement entre 1 % à 50 % en poids par rapport au poids du support, de préférence inférieure à 30 %. De manière particulièrement avantageuse, le système catalytique comprend environ 10 % ± 1 % en poids de cuivre par rapport au poids du support. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le catalyseur comprend au moins un second promoteur sélectionné dans le groupe consistant en les métaux de transition, les métaux pauvres, les lanthanides, et leurs mélanges. Ainsi, dans le cadre de la présente invention, le au moins un second promoteur est sélectionné dans le groupe consistant en les métaux de transition tel que le zinc et le fer, les métaux pauvres tel que l’aluminium et le gallium, les lanthanides tel que le lanthane, et leurs mélanges. Dans le cadre de la présente invention, le au moins un second promoteur se trouve sous n’importe lequel de ses états d’oxydation et notamment sous forme métallique ou sous forme d’oxyde Dans le cadre de la présente invention, les métaux de transition peuvent notamment être sélectionnés dans le groupe consistant en le cobalt, l’argent, le fer, le cuivre, le molybdène, le vanadium, le manganèse, le chrome, l’yttrium, le titane, le tantale, le zinc et le zirconium. Lorsque le promoteur est un métal de transition, celui-ci est, de préférence, le fer ou le zinc, et de manière encore plus préférée, le zinc. Dans le cadre de la présente invention, les métaux pauvres peuvent être sélectionnés dans le groupe consistant en le gallium, l’indium, l’étain, le thallium, le plomb, le bismuth et l’aluminium. Lorsque le promoteur est un métal pauvre, celui-ci est, de préférence, le gallium ou l’aluminium, et de manière encore plus préférée, l’aluminium. Dans le cadre de la présente invention, les lanthanides peuvent être sélectionnés dans le groupe consistant en le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le prométhium, le samarium, l’europium, le gadolinium, le terbium, le dysprosium, l’holmium, l’erbium, le thulium, l’ytterbium et le lutécium. Lorsque le promoteur est un lanthanide, celui-ci est, de préférence, le cérium ou le lanthane, et de manière encore plus préférée, le lanthane. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le au moins un second promoteur du système catalytique est sélectionné dans le groupe consistant en le zinc, le fer, le lanthane, le gallium, l’aluminium et leurs mélanges. Plus préférentiellement, le au moins un second promoteur est sélectionné dans le groupe consistant en le zinc, l’aluminium et leurs mélanges. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le catalyseur contient au moins 2 % en poids de promoteur comprenant du cuivre, par rapport au poids total du support. Par exemple, le catalyseur contient au moins 3 % en poids, au moins 4 % en poids, ou au moins 5 % en poids de promoteur comprenant du cuivre. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la teneur massique en promoteur(s) varie entre 0,1 % et 40 % en poids par rapport au poids du support, par exemple entre 0,2 % et 30 % en poids, notamment entre 0,3 % et 20 % en poids, de préférence entre 0,5 % et 15 % en poids, notamment entre 1 % et 12 % en poids, encore plus préférablement entre 2 % et 10 % en poids par rapport au poids du support. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système catalytique selon la présente invention comprend au moins deux promoteurs, c’est-à-dire deux promoteurs ou plus, par exemple trois promoteurs. Selon un mode de réalisation, lorsque le catalyseur est trimétallique, dopé par 3 promoteurs dont l’un est le cuivre, sa teneur massique dans le système catalytique est préférablement d’environ 10 % ± 0.2 % en poids par rapport au poids du support alors que le deuxième promoteur l’aluminium, sa teneur massique dans le système catalytique est préférablement d’environ 5 % ± 0.5 % en poids par rapport au poids du support, alors que le troisième promoteur le zinc, sa teneur massique dans le système catalytique est préférablement d’environ 3 % ± 0.5 % en poids par rapport au poids du support. Le système catalytique peut se présenter sous différentes formes (billes, monolithes, poudres…). Dans le cas de poudres, les grains formant la poudre peuvent par exemple avoir une taille moyenne comprise entre 1 μm et 1 mm, par exemple entre 100 μm et 1 mm, notamment entre 200 μm et 800 μm, préférentiellement environ 600 μm ± 20 µm. La taille des grains peut notamment être adapté en fonction de l’échelle de production utilisée. Le système catalytique peut également se trouver sous forme de billes (notamment par compression de la poudre dans un moule) ayant une taille moyenne inférieure à 5 cm. Selon un mode de réalisation de la présente invention le support à base de cérine ou d’oxyde de cérine, et aux moins deux promoteurs forment un mélange homogène. On entend par là que les promoteurs sont répartis uniformément dans la totalité du volume du catalyseur. Procédé de préparation du système catalytique La préparation du système catalytique selon la présente invention peut se faire selon différents procédés. Le système catalytique peut notamment être préparé par un procédé comprenant la mise en contact du support comprenant de la cérine ou de l’oxyde de cérine, avec un précurseur du premier promoteur le cuivre et au moins un précurseur du second promoteur. Cette étape permet de former un solide comprenant le support, le cuivre et le second promoteur (ou les promoteurs). Le procédé comprend optionnellement une étape de calcination du mélange ainsi obtenu. L’étape de mise en contact est éventuellement précédée d’une étape de modification du support. Par ailleurs, l’étape optionnelle de calcination est éventuellement suivie d’une étape de réduction du mélange calciné. L’étape de réduction peut être réalisée in situ dans le dispositif de plasma non thermique sous hydrogène. L’étape de mise en contact du support avec un précurseur de cuivre et un précurseur du second promoteur peut être réalisée par plusieurs méthodes de préparation par exemple par imprégnation, par coprécipitation ou bien par d’autres méthodes telles que la réaction sol-gel ou la méthode hydrothermale, mettant ainsi en contact le support avec un précurseur de cuivre et un précurseur d'au moins un second promoteur. Les deux premiers modes de réalisation spécifiques (encore appelés sous-variantes) sont décrits ci-dessous plus en détail. Le précurseur du cuivre et le précurseur du second promoteur peuvent être tout composé chimique, ou mélange de composés chimiques, contenant le métal utilisé comme métal actif/ promoteur et plus particulièrement peut être un sel dudit métal, un oxyde dudit métal ou un mélange de ceux-ci, de préférence un sel dudit métal ou un mélange de sels dudit métal. Le sel (désigne un sel non hydraté ou un sel hydraté, voire multi-hydraté) dudit métal peut être par exemple choisi parmi le chlorure, le nitrate, le sulfate, le carbonate, l’acétate, l’acétylacétonate, le tartrate, et le citrate dudit métal et leurs mélanges, de préférence le nitrate dudit métal. Dans le cas où le promoteur est un mélange de plusieurs métaux, le précurseur peut être un mélange de différents types de sels et/ou d’oxydes de ces métaux. Ainsi, selon une première variante de réalisation du procédé selon l’invention, le procédé de préparation d’un système catalytique selon l’invention comprend : - une étape de mise en contact du support comprenant de la cérine ou de l’oxyde de cérine, avec un précurseur de cuivre et un ou plusieurs précurseurs du (des) promoteur(s), et - optionnellement, une étape de calcination du mélange obtenu suite à la mise en contact des composants, - optionnellement, une étape de réduction du mélange calciné obtenu à l’étape précédente. Selon une deuxième variante de réalisation du procédé selon l’invention, le procédé de préparation d’un système catalytique selon l’invention comprend : - une étape de mise en contact du support comprenant de la cérine ou de l’oxyde de cérine, avec un précurseur du cuivre et un ou plusieurs précurseurs du (des) promoteur(s), et - une étape de calcination du mélange obtenu suite à la mise en contact des composants, - optionnellement, une étape de réduction du mélange calciné obtenu à l’étape précédente. Selon une troisième variante de réalisation du procédé selon l’invention, le procédé de préparation d’un système catalytique selon l’invention comprend : - une étape de mise en contact du support comprenant de la cérine ou de l’oxyde de cérine, avec un précurseur de cuivre et un ou plusieurs précurseurs du (des) promoteur(s), et - une étape de calcination du mélange obtenu suite à la mise en contact des composants, - une étape de réduction du mélange calciné obtenu à l’étape précédente. Selon une quatrième variante de réalisation du procédé selon l’invention, le procédé de préparation d’un système catalytique selon l’invention comprend : - une étape de modification du support comprenant de l’alumine, et - une étape de mise en contact du support modifié, avec un précurseur de cuivre et un ou plusieurs précurseurs du (des) promoteur(s), - optionnellement une étape de calcination du mélange obtenu suite à la mise en contact des composants, - optionnellement, une étape de réduction du mélange calciné obtenu à l’étape précédente. L’étape de mise en contact des composants peut notamment être réalisée par imprégnation. Plus précisément, selon cette première sous-variante de réalisation, le procédé comprend les étapes suivantes : 1) une étape de préparation du support, et 2) une étape de mise en contact des composants par imprégnation. L’étape 1) de préparation de support comprend elle-même les sous-étapes suivantes : 1.1) préparation d’une suspension comprenant un précurseur de la cérine ou bien comprenant un précurseur d’oxyde de cérine. Selon cette l’étape 1.1), le précurseur de support correspond à un précurseur de cérine ou un mélange de plusieurs précurseurs. Dans le cas où le support est un mélange, notamment un oxyde mixte, de cérium et d’alumine, une suspension de précurseur de cérium et une suspension de précurseur d’alumine sont avantageusement préparées séparément puis mélangées dans un ratio permettant d’obtenir le ratio molaire Ce/Al désirée dans le mélange, notamment l’oxyde mixte, de cérium et d’alumine final. 1.2) mélange de la suspension résultant de l’étape 1.1). L’addition de ces précurseurs se fait notamment à température ambiante, par exemple entre 20 à 25°C, avec un mélange en continu, pendant 30 min à plusieurs heures, par exemple pendant 30 min à 3h. 1.3) récupération du solide obtenu à l’étape 1.2) par élimination de l’excès d’eau, notamment par évaporation de l’eau ou filtration, puis séchage du solide résultant. L’étape de séchage peut notamment être réalisée à une température inférieure à 150°C, typiquement à une température d’environ 100°C, par exemple pendant une durée variante entre 5h et 48h. 1.4) calcination du solide résultant de l’étape 1.3) pour conduire au support. Le produit résultant de l’étape 1.3) est calciné, par exemple à une température comprise entre 300°C et 600°C. Cette étape de calcination peut être réalisée pendant 3h ou plus, par exemple pendant une durée variante entre 3h à 6h. Cette étape entraîne la décomposition thermique des nitrates afin d’obtenir des oxydes. L’étape 2) de mise en contact des composants comprend elle-même les sous-étapes suivantes : 2.1) préparation d’une suspension aqueuse comprenant un précurseur de cuivre et un ou plusieurs précurseurs des promoteurs. Au cours de cette étape, une masse appropriée de chaque précurseur est ajoutée à un volume approprié de solvant, par exemple de l’eau. Par « masse appropriée » et « volume approprié », on entend les quantités de précurseurs et de solvant adéquates (notamment de l’eau) pour obtenir les teneurs massiques désirées en cuivre et en promoteur dans le système catalytique final. 2.2) ajout du support résultant de l’étape 1) à la solution aqueuse résultant de l’étape 2.1) pour donner une suspension. 2.3) mélange de la suspension résultant de l’étape 2.2). L’addition de ces précurseurs se fait à température ambiante, par exemple entre 20 à 25°C, avec un mélange en continu, pendant 30 min à plusieurs heures, par exemple pendant 30 min à 3h. 2.4) récupération du solide comprenant le support, le cuivre et les promoteurs obtenus à l’étape 2.3) par élimination de l’excès d’eau, notamment par évaporation de l’eau ou filtration, puis séchage du solide résultant. L’étape de séchage peut être réalisée par exemple à une température inférieure à 150°C, typiquement à une température d’environ 100°C, par exemple pendant une durée allant de 7h à 48h. 2.5) calcination du solide résultant de l’étape 2.4) pour conduire au système catalytique. Le produit résultant de l’étape 2.4) est calciné, par exemple à une température comprise entre 300°C et 600°C. Cette étape de calcination peut être réalisée pendant 3h ou plus, par exemple pendant une durée variante entre 3h à 6h. Cette étape entraîne la décomposition thermique des nitrates afin d’obtenir des oxydes. Cette première sous-variante de réalisation est également appelé procédé d’imprégnation par voie humide. Elle consiste à imprégner le support avec le précurseur de cuivre et le précurseur du promoteur. L’étape de mise en contact des composants peut alternativement être réalisée par coprécipitation. Plus précisément, selon une deuxième sous-variante de réalisation, le procédé de préparation du système catalytique comprend : 1’) une l’étape de préparation de support, et 2’) une étape de mise en contact du support avec un précurseur de cuivre et du promoteur, cette mise en contact étant réalisée par co-précipitation. L’étape 1’) de préparation de support consiste à préparer une solution aqueuse comprenant un précurseur de cuivre et les précurseurs des promoteurs. Cette étape est identique à l’étape 2.1) du procédé d’imprégnation par voie humide décrit précédemment. L’étape 2’) de mise en contact des composants comprend elle-même les sous-étapes suivantes : 2.1’) ajout du support à la solution résultant de l’étape 1’) pour donner une suspension Cette étape est identique à l’étape 2.2) du procédé d’imprégnation par voie humide décrit précédemment. 2.2’) ajout d’une base à la suspension résultante de l’étape 2.1’). Durant cette étape, une base est ajoutée à la suspension résultant de l’étape 2.1’). Cette base est avantageusement un sel d’hydroxyde, tel que l’hydroxyde de sodium, l’hydroxyde de potassium, le carbonate de sodium ou le carbonate de potassium, préférentiellement l’hydroxyde de sodium. Elle peut être utilisée sous forme d’une solution, notamment aqueuse. La base est ajoutée progressivement goutte à goutte jusqu’à ce que le pH de la suspension (constituée d’un solide en suspension dans une solution liquide) soit compris entre 8 et 12, préférentiellement environ égal à 10. L’étape 2.2’) peut être réalisée à une température comprise entre 60°C et 100°C, notamment entre 70°C et 90°C, de préférence environ égale à 80°C. 2.3’) mélange de la suspension résultant de l’étape 2.2’). Cette étape vise à faire précipiter l’hydroxyde de cuivre et l’hydroxyde du métal utilisé comme un autre promoteur à la surface du support. Le mélange, notamment par agitation, est par exemple réalisé à une température comprise entre 60°C et 100°C, de préférence environ égale à 80°C. Cette étape de mélange peut être réalisée pendant une durée de 2h ou plus, typiquement pendant environ 3h. 2.4’) récupération du solide comprenant le support, le cuivre et le promoteur obtenu à l’étape 2.3’) et sa calcination pour conduire au système catalytique. Cette étape est identique à l’étape 2.5) du procédé d’imprégnation par voie humide. Cette deuxième sous-variante de réalisation permet de faire précipiter de l’hydroxyde de cuivre et de l’hydroxyde du métal utilisé comme promoteur à la surface du support. Eventuellement, l'étape de mise en contact des composants peut également être réalisée par d'autres méthodes de préparation telles que la réaction sol-gel ou la méthode hydrothermale, mettant ainsi en contact le support avec un précurseur de cuivre et un précurseur d'au moins un second promoteur. Utilisation du système catalytique selon la présente invention La présente invention concerne également l’utilisation d’un catalyseur activé par plasma froid pour la conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 , ledit catalyseur comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre. La présente invention concerne en particulier l’utilisation du système catalytique de la présente invention, ainsi que d’un plasma froid, de préférence un plasma généré par décharge à barrière diélectrique (DBD), pour convertir un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS. Les inventeurs se sont, en effet, rendu compte que la combination d’un système catalytique selon la présente invention, et d’un plasma froid, de préférence un plasma généré par décharge à barrière diélectrique (DBD), montrait une efficacité accrue pour convertir un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS. La présente invention concerne également l’utilisation du système catalytique selon l’invention pour la production de dihydrogène (H 2 ), à partir d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS. Procédé de conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 caractérisé en ce qu’il est réalisé en présence d’un catalyseur comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre, ledit catalyseur étant activé par plasma froid. Procédé selon la revendication 1, selon lequel le catalyseur contient au moins 2 % en poids de promoteur comprenant du cuivre, par rapport au poids total du support. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, selon lequel le support est à base de cérine ou d’oxyde de cérine. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, selon lequel le plasma froid est un plasma généré par décharge à barrière diélectrique (DBD). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel selon lequel le ratio vapeur d’eau (H 2 O) / monoxyde de carbone (CO) dans le mélange de gaz à convertir varie entre 1 et 5, de préférence entre 1 et 3. Catalyseur pour la conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ladite conversion étant réalisée en présence d’un plasma froid et ledit catalyseur comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre. Catalyseur selon la revendication 6, selon lequel : - le support est à base de cérine ou d’oxyde de cérine ; et/ou - le catalyseur comprend au moins 5 % en poids de promoteur comprenant du cuivre, par rapport au poids du support ; et/ou - le catalyseur comprend au moins un second promoteur sélectionné dans le groupe consistant en les métaux de transition, les métaux pauvres, les lanthanides, et leurs mélanges. Catalyseur selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, comprenant au moins un second promoteur sélectionné dans le groupe consistant en le zinc, l’aluminium, et leurs mélanges. Catalyseur selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, selon lequel la teneur massique en promoteur(s) varie entre 0,1 % et 40 % en poids par rapport au poids du support, de préférence entre 0,5 % et 15 % en poids. Catalyseur selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, selon lequel le support et au moins deux promoteurs forment un mélange homogène. Utilisation d’un catalyseur activé par plasma froid pour la conversion d’un mélange de gaz comprenant du monoxyde de carbone (CO) et de la vapeur d’eau (H 2 O) selon la réaction WGS suivante : CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ledit catalyseur comprenant au moins un support et au moins un promoteur comprenant du cuivre.