La catalyse, qui intervient déjà dans la plupart des procédés industriels en chimie – à commencer par le raffinage – a un rôle important à jouer dans la transition énergétique et écologique du fait de sa vocation à minimiser l’énergie d’activation de réactions chimiques. Cette présentation donnera un aperçu du champ d’application de la catalyse hétérogène pour l’énergie à partir d’exemples issus de nos travaux à caractère fondamental sur la production d’hydrogène,1,2 la valorisation de la biomasse3 et celle du dioxyde de carbone.4 Nous montrerons comment le design de nanocatalyseurs et single-atom catalysts,5 notamment à travers le choix de métaux/alliages et de supports, permet d’orienter la performance catalytique. Ces études bénéficient de techniques avancées de microscopie, spectroscopie et modélisation, qui révèlent le lien entre structure, milieu et propriétés.6 Les enjeux de durabilité, tels que la disponibilité et la recyclabilité des métaux, seront également abordés. 1.Morfin, F., Nguyen, T.-S., Rousset, J.-L. & Piccolo, L. Synergy between hydrogen and ceria in Pt-catalyzed CO oxidation: An investigation on Pt–CeO2 catalysts synthesized by solution combustion. Appl. Catal. B Environ. 197, 2–13 (2016). 2.Piccolo, L. et al. Operando X-ray Absorption Spectroscopy Investigation of Photocatalytic Hydrogen Evolution over Ultradispersed Pt/TiO2 Catalysts. ACS Catal. 10, 12696–12705 (2020). 3.Nguyen, T.-S., Laurenti, D., Afanasiev, P., Konuspayeva, Z. & Piccolo, L. Titania-supported gold-based nanoparticles efficiently catalyze the hydrodeoxygenation of guaiacol. J. Catal. 344, 136–140 (2016). 4.Len, T. et al. Ultradispersed Mo/TiO2 catalysts for CO2 hydrogenation to methanol. Green Chem. 23, 7259–7268 (2021). 5.Supported Metal Single Atom Catalysis. (Wiley-VCH, 2022). doi:10.1002/9783527830169. 6.Piccolo, L. Restructuring effects of the chemical environment in metal nanocatalysis and single-atom catalysis. Catal. Today 373, 80–97 (2021).