Produire de l’hydrogène « vert » à partir de l’eau de la Meuse ? C’est désormais possible !

Une équipe internationale de chercheurs en chimie, menée notamment par le Dr. Laroussi Chaabane et le Prof. Bao-Lian Su, vient de démontrer qu’il est possible de produire de l’hydrogène « vert » en utilisant de l’eau naturelle et la lumière du soleil. Ces résultats ont été publiés dans la prestigieuse revue Chemical Engineering Journal.

Face au changement climatique, à la pollution et aux pénuries énergétiques, la recherche d’alternatives aux combustibles fossiles est devenue une priorité mondiale pour atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Parmi les solutions envisagées, l’hydrogène vert apparaît comme un vecteur énergétique particulièrement prometteur : il possède une densité énergétique élevée et peut être produit sans émissions de gaz à effet de serre. Aujourd’hui, la majorité de l’hydrogène mondial (environ 87 millions de tonnes produites en 2020) est obtenue par des procédés électrochimiques coûteux et polluants, principalement utilisés par l’industrie chimique ou les piles à combustible. D’où l’intérêt majeur de méthodes plus durables.

Produire de l’hydrogène et de l’oxygène directement à partir de l’eau grâce à la lumière un procédé, appelé photocatalyse de l’eau, est souvent qualifié de « Saint Graal de la chimie » tant il est complexe à maîtriser. Au sein de l’Université de Namur, les chercheurs du Laboratoire de Chimie des Matériaux Inorganiques (CMI), rattaché à l’Unité de Chimie des Nanomatériaux (UCNANO) et à l’Institut de recherche Namur Institute of Structured Matter (NISM), ont franchi une étape décisive. Ils ont démontré qu’il est possible d’utiliser de l’eau naturelle, et non plus uniquement de l’eau ultrapure, pour produire de l’hydrogène vert sous l’action de la lumière solaire.

Le nouveau matériau développé est un photocatalyseur tridimensionnel (3D) à base d’oxide de titane, de graphène et de nanoparticules d’or. Cette architecture en 3D permet une meilleure absorption de la lumière et une génération plus efficace d’électrons libres, indispensables pour déclencher la réaction de dissociation de l’eau. L’un des principaux défis réside dans l’utilisation d’eau naturelle, qui contient des minéraux, des sels et des composés organiques susceptibles de perturber le processus. Pour relever ce défi, les chercheurs ont testé leur dispositif avec des eaux de plusieurs rivières belges : la Meuse, la Sambre, l’Escaut et l’Yser.

Les performances obtenues sont quasi équivalentes à celles mesurées avec de l’eau pure.  

Une première en Belgique, ouvrant des perspectives concrètes pour la valorisation durable des ressources naturelles locales !

L'article complet  “Synergistic four physical phenomena in a 3D photocatalyst for unprecedented overall water splitting” est disponible en open access.

Cette avancée scientifique a également valu au Dr. Laroussi Chaabane le prix du meilleur poster lors de la 4th International Colloids Conference (San Sebastián, Espagne, juillet 2025), soulignant l’impact et l’originalité de ces travaux.

Une équipe de recherche internationale

• Université de Namur, Faculté des sciences, UCNANO, Laboratoire de Chimie des Matériaux Inorganiques (CMI) et Namur Institute of Structured Matter (NISM), Belgique | Promoteur (PI) | Professeur Bao Lian SU ; Chercheur post-doctorant | Docteur Laroussi Chaabane
• Institut de chimie organique, Centre de phytochimie, Académie des sciences, Bulgarie
• Département de chimie organique (MSc), Loyola Academy, Inde
• Université libre de Bruxelles (ULB) et Flanders Make, Département de physique appliquée et photonique, Brussels Photonics, Belgique
• Université du Québec à Montréal (UQAM), Département de chimie, Montréal, Québec, Canada
• Institut National de la Recherche Scientifique - Centre Énergie Matériaux Télécommunications (INRS-EMT), Varennes, Québec, Canada
• Université technologique de Wuhan, Laboratoire national de recherche en technologies avancées pour la synthèse et le traitement des matériaux, Chine

À ce stade, l’étude constitue une preuve de concept démontrant la faisabilité du procédé. Elle illustre l’excellence de la recherche en génie chimique et nanomatériaux à l’UNamur, ainsi que son potentiel pour des applications énergétiques durables. Une nouvelle étude est en cours afin d’évaluer les performances du procédé avec de l’eau de mer, une étape clé vers une production d’hydrogène vert à très grande échelle.

Les analyses réalisées ont notamment été possible grâce aux équipements des plateformes technologique Caractérisation Physico-Chimique (PC²), microscopie électronique et Synthèse, Irradiation et Analyse de Matériaux (SIAM) de l’UNamur. Les plateformes technologiques de l’UNamur abritent des équipements de pointe et sont accessibles à la communauté scientifique ainsi qu'aux industries et entreprises. 

Les auteurs remercient le Service Public de Wallonie (SPW) pour son engagement constant en faveur de la recherche scientifique et de l’innovation en Wallonie, permettant à l’UNamur de développer des solutions technologiques à fort impact sociétal et environnemental.

De la recherche fondamentale à la recherche appliquée, l’UNamur démontre chaque jour que la recherche est un moteur de transformation. Grâce à l’engagement de ses chercheurs, au soutien de ses partenaires de tous horizons, aux bailleurs de fonds, aux partenaires industriels et à un solide écosystème de valorisation, l’UNamur participe activement à façonner une société ouverte sur le monde, plus innovante, plus responsable et plus durable.