Le syngaz est un mélange gazeux contenant principalement du dihydrogène (H2), du monoxyde de carbone (CO), du dioxyde de carbone (CO2), et d’autres substances en proportions variées (diazote N2, impuretés soufrées…). Employé comme carburant au XIXème siècle, il trouve des applications synthétiques pendant la première moitié du XXème siècle pour le procédé Haber-Bosch (production d’ammoniaque à partir de N2 et H2) puis pour la production de méthanol et le procédé Fischer-Tropsch. Un prérequis à ces applications de synthèse est l’équilibration du ratio H2 / CO du mélange gazeux pour un ratio approprié à la réaction voulue. Cette équilibration se fait par le biais de la réaction de gaz à l’eau (water gas shift reaction en anglais, WGSR). Elle consiste à faire réagir le syngaz avec de la vapeur d’eau, pour produire la réaction suivante : CO + H2O = CO2 + H2. Actuellement, cette réaction est réalisée à l’échelle industrielle à haute températures et pressions. Les catalyseurs employés (oxydes de fer et de chrome principalement) manquent de sélectivité et ne sont actifs que dans ces conditions énergivores. Remarquablement, la WGSR est employée par des micro-organismes carboxydothrophes, leur permettant d’utiliser le CO comme source d’énergie. Cette WGSR biologique se produit à température et pression ambiante à l’aide de deux enzymes : Une monoxyde de carbone déshydrogénase à nickel/fer ([NiFe] CODH) et une hydrogénase à nickel/fer ([NiFe]H2ase). Cette réaction se fait par transfert d’électron entre les deux catalyseurs, permettant de produire d’une part la demi-réaction CO + H2O = CO2 + 2H+ + 2e- et de l’autre 2H+ + 2e- = H2. Inspirée de cette réaction sélective, cette thèse présente un système bio-hybride réalisant la WGSR en conditions douces. Il consiste d’une part en une [NiFe] CODH de l’organisme Rhodospirillum rubrum, et de l’autre un complexe de nickel bio-inspiré de l’hydrogénase avec des ligands diphosphine et des amines pendantes ([Ni(PCy2NArg2)2]8+). Le transfert d’électron entre les deux espèces est assuré par leur adsorption sur une matrice de nanotubes de carbone. Une étude électrochimique des catalyseurs adsorbés à la surface d’une électrode est présentée. Le système à deux catalyseurs a été conçu puis étudié dans différentes conditions. L’influence de la quantité de CO, de catalyseur, et du pH sur l’activité en WGSR du système est analysée. L’impact de modifications de surface de nanotubes de carbone est également décrit. Il possède une haute activité envers la WGSR à température ambiante sur du CO pur, ou sur un mélange représentatif de syngaz. Ce système bio-hybride est comparé à un système enzymatique employant une CODH et une H2ase adsorbés sur une surface conductrice. L’emploi d’un catalyseur bio-inspiré confère au système une meilleure tolérance au CO. Des études futures basées pourrait moduler la CODH employée ou le catalyseur de production de H2 pour augmenter la stabilité et les performances globales du système.​ ​