L'hydrogène est un vecteur énergétique prometteur pour remplacer les combustibles fossiles traditionnels pour les besoins énergétiques futurs. La scission électrochimique de l'eau alimentée par des énergies renouvelables offre une méthode propre et efficace pour produire de l'hydrogène sans carbone. Cependant, pour catalyser le processus endothermique de scission de l'eau, on utilise principalement des électrocatalyseurs hautement efficaces à base de métaux nobles précieux. La rareté, le coût élevé et la stabilité limitée de ces métaux ont incité à des recherches intensives sur le développement de catalyseurs alternatifs, abondants sur terre et non précieux pour parvenir à une production d'hydrogène durable et verte avec zéro émission de carbone. Cette thèse est une contribution au développement d'électrocatalyseurs à base de métaux de transition non précieux et abondants pour la production d'hydrogène vert via l’électrolyse de l'eau, en répondant aux principaux défis de coût, d'efficacité et de stabilité à long terme. Comme étude exploratoire, cette thèse présente également quelques résultats sur la valorisation électrochimique de la biomasse comme approche complémentaire de la réaction d'oxydation de l'eau pour produire des produits à haute valeur ajoutée. Globalement, les résultats de cette thèse contribuent substantiellement à l'objectif d'une économie future durable et verte basée sur l'hydrogène, et peuvent être étendus à d'autres processus énergétiques électrochimiques et applications connexes.