La photosynthèse artificielle est une voie prometteuse pour obtenir des carburants stockables à partir d’énergie solaire et d’eau, voire aussi de CO2. Sa mise en œuvre nécessitera néanmoins de surmonter de nombreux verrous, relevant autant de la chimie et de la physique fondamentales que de l’ingénierie. Cet article fait le point sur l’ensemble des problématiques concernées, de l’échelle moléculaire à l’échelle du procédé, de façon intégrée. Il examine sous quelles conditions des performances énergétiques et cinétiques élevées pourront un jour être atteintes et ouvrir ainsi la voie au déploiement industriel à grande échelle de ces procédés de conversion de l’énergie solaire.