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L’hydrogène est devenu un important vecteur d’énergie alors que le monde poursuit sa transition vers les énergies renouvelables. Le mode de stockage de l’hydrogène a fortement évolué, passant de l’utilisation de réservoirs de gaz au début du 20^e siècle à l’utilisation de matériaux de stockage de l’hydrogène au 21^e siècle. Les hydrures à structure pérovskite basés sur des éléments légers sont des matériaux prometteurs pour le stockage de l’hydrogène en raison de leur capacité gravimétrique élevée en hydrogène. Parmi ceux-ci, les pérovskites à base de magnésium, tels que NaMgH₃, ont fait l’objet de nombreuses recherches. Cependant, la mauvaise cinétique de désorption de l’hydrogène et la température opérationnelle élevée restent un défi pour son utilisation pratique.

L’ambition de cette thèse était d’étudier la possibilité de modifier les propriétés structurales et fonctionnelles induites par l’utilisation de hautes pressions sur des hydrures légers cristallisant dans la structure pérovskite. Dans cette étude, la synthèse de plusieurs hydrures à structure pérovskite à base de magnésium, comme NaMgH₃, et KMgH₃ a été réalisée en utilisant une technique à haute pression et à haute température. L’analyse de la diffraction des rayons X in situ a révélé certaines informations sur la transformation de phase qui se produit avec les précurseurs d’hydrure binaire, ainsi que sur le mécanisme de synthèse dans des conditions extrêmes. Les études de diffraction des neutrons sur poudre à haute pression réalisées à l’Institut Laue-Langevin ont permis de la détermination de propriétés mécaniques (module d’incompressibilité) de NaMgH₃ et KMgH₃.

La substitution de cations sur le site A de la pérovskite a également été effectuée sur NaMgH₃ pour diminuer sa température de désorption de l’hydrogène. NaMgH₃ substitué par du lithium (Na_1-xLi_xMgH₃) a également été synthétisé à haute pression. L’analyse calorimétrique à balayage différentiel a révélé que la température de désorption de l’hydrogène du NaMgH₃ substitué par du lithium est inférieure à celle du NaMgH₃ pur, ce qui confirme la déstabilisation du matériau via la substitution cationique. Les mesures calorimétriques ont également confirmé la réversibilité de la désorption d’hydrogène desdits matériaux.

Au cours de ce travail de thèse, nous avons également tenté de synthétiser, sans succès, les composés LiMgH₃ et NaCaH₃ pourtant prédits comme stables par des études reposant sur des calculs théoriques.

Dans l’ensemble, l’étude de ces pérovskites à base de magnésium ouvre la voie vers l’ingénierie des hydrures avec des propriétés de sorption d’hydrogène adaptées au stockage solide.