The rocks that make up a planet's crust have a wide variety of chemical and mineralogical compositions. For the most part, these rocks originate from the slow cooling of magmas produced by the melting of other rocks located deeper down (the so-called mantle).

Between their source and the surface, magmas undergo continuous transformations, as crystals form and separate, progressively modifying their composition. It is theoretically possible to use surface rocks to infer the composition of planetary interiors. However, this requires a detailed understanding of magmatic processes, which can be partially reproduced in the laboratory.

The first objective is to constrain the magmatic processes behind rocks over 3.5 billion years old, analyzed by the Perseverance rover on Mars. This should make it possible to identify the nature of the mantle rocks at depth, but also to better understand how the Martian crust, as a whole, was formed.

The second objective is to study even older magmatic processes, active over 4.5 billion years ago, at a time when planets were still forming and had not yet reached their final size. At that time, the solar system was populated by miniature planets known as planetesimals, the vast majority of which were incorporated into the growing planets. Some fragments of these planetesimals survived to form what are known today as asteroids.

Committed to the UNIVERSEH program, Max Collinet has positioned himself as a key figure in the geological and space fields.

To find out more, read our previous article: Understanding Mars rocks that have fallen to Earth: portrait of a geologist with his head in the stars

All it takes is one night under the stars to plunge us back into the endless questions of childhood: are we alone in the Universe? Can we go back in time? Does space have a limit? And what lies beyond that limit? "Today, we know that the stars around us are spread out over a very large space, and that we are part of the suburbs of one galaxy among many others", explains Eve-Aline Dubois, a mathematician by training and researcher in the Department of Science, Philosophy and Society at UNamur. "But this is a recent realization, marking the beginnings of cosmology as a science, dating back more or less to the 1920s." Because it considers the Universe as a whole, cosmology actually operates a "huge zoom-out" from conventional astronomy. "On the scale of cosmology, a galaxy is a point", sums up the researcher.

An observation that led her to take an interest in the notion of infinity in the late Middle Ages and early Renaissance. "At the time, infinity was considered an attribute of God: so it was more of a theological question, before the debate shifted to more scientific and philosophical considerations. And it wasn't until the late 19th and early 20th centuries that the notion of infinity was properly mathematized." An infinity that can be envisaged in both its temporal and spatial dimensions. "Can we go back to infinity in the past, and does the Universe have an infinite future? With the Big Bang, this theory falls apart, since there would be a beginning... But also: does the Universe have a boundary, or is it like the surface of a sphere which, if traversed, would give the impression of never reaching the end?"

If space is of interest to the philosophy of science, it is also at the heart of very real economic and geopolitical issues. Using applied mathematics, Jérôme Daquin, a lecturer in the Department of Mathematics at UNamur, is seeking to gain a better understanding of how satellites and space debris in the Earth's vicinity behave. "Ultimately, the aim is to be able to guide political or legislative decisions to preserve space, which is increasingly seen as a resource, on a par with other natural resources," he explains. Today, space has never been so densely populated with satellites, sometimes sent up in squadrons, notably for the needs of new technologies and high-speed Internet. But at the same time, the space environment is cluttered with several million objects that have become useless and out of control. "This space debris has various sources", Jérôme Daquin details.

Thanks to the theory of dynamic systems and the field known as "complexity", Jérôme Daquin is therefore trying to understand how space objects behave on large time scales, in order to propose perennial scenarios. "These scenarios make it possible, for example, to envisage placing a satellite in such and such an orbit that we know will not deform over time." Because today the issue of space debris has become central not only for certain private operators, but also for public authorities and in particular for the defense sector. "Space has always been a place of strategic influence", recalls Jérôme Daquin. "For the armed forces, having a good knowledge of it is always very interesting." Today, moreover, there is a synergy between academic and private players concerning the production of data relating to the space environment. "Fifteen years ago, this didn't exist, but today, more and more companies are producing their own cataloging."

If space is an essential resource for the new technologies sector, computer science and artificial intelligence (AI) in turn enable us to better understand the enigmas it still harbors. For example, the team led by Benoît Frenay, a professor at UNamur's Faculty of Computer Science, is collaborating on the VAMOS project, which is studying the atmosphere of Venus.

"This allows us to work not directly on a system of distant planets, for example, but on its "digital twin", which we will have built from data. While it's impossible to modify a star and its planets, it is possible in computer science! It's quite possible to modify a digital solar system and observe, for example, what would happen if one of the planets were a little bigger... Finally, we can help the missions themselves, by embedding AI techniques in the probe."

By helping to analyze the physical and mineralogical composition of rocks on the surface of Mars or Venus, geology is thus able to better understand the conditions necessary for the appearance of life and why, Max Collinet points out, this life has instead developed on Earth, "our favorite planet"

At the end of 2022, UNamur joined the European Alliance UNIVERSEH (European Space University for Earth and Humanity) focused on the theme of space, with the aim of addressing societal and environmental challenges relating to European space policy. This Alliance is part of the European Alliances initiative launched in 2017 by Emmanuel Macron. "A European Alliance is a network of universities that come together voluntarily with the aim of building an international campus and thus facilitating the development of integrated international pathways accessible to different learner profiles, explains Isabella Fontana, Director of International Relations at UNamur."This implies a great openness for students, who can choose innovative pathways recognized at European level, but also for teachers, who can collaborate in a context conducive to cross-border, transdisciplinary interactions and in dialogue with regional ecosystems."

Alliances can be either transversal or thematic, as is the case with the UNIVERSEH alliance. "The case of Belgium is rather particular since all the universities were already part of an alliance in 2022, with the exception of UNamur. There was therefore a particular strategic challenge for our university to join an alliance in its turn," continues Isabella Fontana. By joining the six other alliance partners - including the University of Toulouse, a European leader in the space field - UNamur can now lay claim to new opportunities in terms of international collaborations, teaching and research. "One of UNamur's strengths in relation to space is the scientific mediation and education component", details Isabella Fontana."Having said that, the aim of the Alliance is above all to be able to work in a network, to fuel the process of raising awareness of the importance of the network especially in the field of education and more generally in economic development. At UNamur, for example, we have devoted part of the budget to stays for members of the academic and scientific staff who wish to develop collaborations particularly at teaching level with partner universities, collaborations which, of course, have the potential to have spin-offs on research too."

"UNamur joined the Alliance relatively recently. Organizing and hosting the general meeting was a way of showing and demonstrating our investment in this project. It was also an opportunity to showcase Namur and its ecosystem", says Annick Castiaux, Rector of UNamur. The main aim of the general meeting was to bring together all the partners and people involved in the project to discuss progress and difficulties, but also to build solid, supportive teams and encourage team spirit. Work meetings, thematic workshops and collective exchange moments took place throughout the three days.

A complex field involving both the "hard" sciences and the humanities, particularly the philosophy of science, space is also very present in literature and film. This makes it a "perfect theme for popularization", according to Maxime Dussong, communications and events manager at Confluent des Savoirs, UNamur's research popularization service."In culture, space is everywhere. It's an interesting gateway, even if we also have to break down stereotypes. And remind people that space isn't just about astronauts...". This is notably the aim of the Printemps des Sciences, an initiative of the Wallonia-Brussels Federation in which UNamur is actively involved. "Through this event, we are reminding people that the theme of space can be found in all STEM (science, technology, engineering, and mathematics) professions. On this occasion, we also organize visits to UNamur's Antoine Thomas Astronomical Observatory, which are always a huge success. They enable the public to discover the various instruments used there, but also, weather permitting, to observe the sky..."

A dedicated event, the Space week organized at UNamur (the last edition was held in October 2024) meanwhile enables schools and the general public to rub shoulders very directly with the thrill of space through meeting astronauts. "Again this year, we were lucky enough to have the participation of Dirk Frimout, who everyone knows, even children in fifth grade...", recounts Maxime Dussong. The event also features themed workshops, on constellations for example, an opportunity to "make the link between legends and science"and to"remind the youngest of the distinction between science and belief"illustrates Maxime Dussong.

Finally, UNamur is collaborating on various space-related art projects, such as "Stellar Scape", an exhibition at the Pavillon - located on the Esplanade de la Citadelle in Namur - which brings together works designed by artists and researchers until January 2025. "This is a fine example of collaboration, enabling people who are not very inclined towards scientific themes to become interested in them via art... and vice versa! ". We should also mention the existence at UNamur of Kap to UNIVERSEH, a kot-à-projet on the theme of space, which brings together students from all backgrounds: scientists, historians, philosophers... A transdisciplinary and cosmic experience!

Cet article a été réalisé pour la rubrique "Enjeux" du magazine Omalius #26 de septembre 2022.

« Homo sapiens a toujours extrait des ressources du sous-sol », rappelle Johan Yans, directeur du Département de géologie de l’UNamur et vice-président de l’Institut ILEE (Institute of Life, Earth and Environment). « Cela est même tellement important pour lui qu’il a calibré toutes les époques historiques en fonction de ce qu’il extrayait : âge de pierre, de cuivre, de bronze, de fer, âge des combustibles fossiles et aujourd’hui âge de l’électron, puisque nous extrayons désormais tous les éléments du tableau de Mendeleïev, pour la fabrication de nos objets usuels. » Selon les experts du GIER (Groupe International d’Experts sur les Ressources), équivalent du GIEC en matière de ressources, notre consommation en métal, mais aussi en matières non métalliques extraites du sous-sol est appelée à doubler lors de la transition des combustibles fossiles vers les énergies renouvelables.

« Les matières métalliques comme le lithium sont aujourd’hui indispensables pour les piles électriques ; le cobalt, le nickel et le manganèse constituent l’essentiel des futures batteries », illustre Johan Yans. « Tous les métaux classiques comme le cuivre, l’argent ou l’or sont aussi présents dans le matériel high-tech. Quant aux matières non métalliques, il y a notamment le sable, nécessaire aux panneaux photovoltaïques, mais aussi l’argile, le calcaire... »

Parallèlement à la diminution de notre consommation de combustibles fossiles, une augmentation de nos besoins en matières non combustibles fossiles est à prévoir. « Tout ce qui est électrique nécessite ces matières. Or, les énergies renouvelables et le high-tech sont basés sur l’électricité. Bien sûr, cette problématique n’existerait pas si demain, nous n’avions plus besoin de voitures électriques et de smartphones : on reviendrait alors à ce qui fut l’essentiel de l’histoire d’Homo sapiens qui a vécu sans électricité jusqu’à il y a seulement un siècle... », rappelle-t-il.

Au Département de géologie de l’UNamur, les chercheurs travaillent spécifiquement à caractériser les ressources métalliques et non métalliques de certains gisements (y compris l’eau), afin d’en favoriser la meilleure extraction possible, dans un objectif de gestion durable. « Il y a environ 150 carrières inscrites au plan de secteur en zone d’extraction en Wallonie, ce qui veut dire qu’il y a une carrière tous les 10 kilomètres sur 10 en moyenne. Mais nous n’extrayons plus aucun métal : seulement des sables, des argiles, des craies pour la sidérurgie, la construction, la verrerie, etc. Les matières métalliques sont extraites à l’étranger. Le Département de géologie travaille beaucoup en collaboration avec le Maroc, la Tunisie, la RDC, l’Algérie, la Nouvelle-Calédonie. Enfin, nous essayons de conscientiser la population quant à la totale dépendance européenne liée aux matières premières géologiques, qui se paie d’un point de vue économique et géopolitique, ce qu’on voit particulièrement bien depuis février 2022 et la crise ukrainienne. »

Comme les gisements ne sont pas des puits sans fond, les processus de recyclage sont un autre point d’attention pour les chercheurs. Au fil du temps, les teneurs et tonnages des gisements (soit l’étendue du gisement, mais aussi le pourcentage de métal contenu dans chaque parcelle) diminue « tout simplement parce que les gens qui sont passés avant nous, comme les Romains, ont pris les meilleures parties... » raconte Johan Yans. « Bien sûr, la technologie nous permet aujourd’hui d’extraire plus de matière utile d’un seul caillou, poursuit-il, mais extraire du cuivre dans un gisement où il y en a de moins en moins va tout de même coûter de plus en plus cher. Nous essayons donc de développer le recyclage, avec le désavantage que même si vous recyclez 90 % de la matière, après le septième cycle, vous n’en avez plus que la moitié. Sans compter les difficultés qu’il y a à recycler des métaux présents en grande variété, mais en faible quantité comme dans les téléphones portables, par exemple, qui comptent environ 50 métaux différents...»

Au Département de chimie, l’équipe de Bao-Lian Su s’est penchée sur la possibilité d’utiliser certaines alternatives chimiques au lithium. Les batteries aux lithium-ion (LIB) utilisées dans les GSM ou les voitures électriques sont en effet composées de ce métal extrait en sous-sol et qui pourrait venir un jour à manquer. Sans compter la capacité de stockage limitée de ces batteries au lithium. Les chercheurs de l’UNamur ont donc pensé à le remplacer par... du sodium. « Eh oui, du sel !, explique Bao-Lian Su. On en trouve en quantité très importante sur notre planète. Les batteries au sodium existent déjà, mais notre nouvelle technologie permet de faire voyager deux particules chargées au lieu d’une. De plus, nous avons développé un nouveau matériau de stockage innovant. » Grâce à ce nouveau matériau, l’énergie peut être stockée ou libérée pendant la charge et la décharge, ce qui n’est pas le cas pour les batteries aux ions sodium conventionnelles. « Ces batteries au sodium dual-ions présentent un potentiel émergent par rapport aux batteries au lithium traditionnelles pour la prochaine génération de systèmes de stockage d'énergie électrochimique en raison de leur haut voltage, de leur densité d'énergie élevée, de leur faible coût et de leur respect de l'environnement », résume Bao-Lian Su.

Au Département de physique, Michaël Lobet et Luc Henrard travaillent sur un projet de vitres intelligentes qui permettraient de réduire la consommation énergétique des bâtiments. « On sait que 35% de la déperdition de l’énergie dans un bâtiment se fait par les vitres, explique Michaël Lobet. Nous travaillons donc sur l’électrochromisme, c’est-à-dire la capacité de moduler la couleur d’une vitre en appliquant une tension électrique. » Aujourd’hui, les vitres électrochromes conventionnelles fonctionnent déjà pour la lumière visible. Mais le rayonnement solaire n’émet pas que dans le visible : 50 % de l’énergie du soleil est émise dans l’infrarouge. Nos yeux ne la voient pas, mais notre corps y est sensible puisque nous sentons la chaleur... « Le but est de différencier la chaleur et la lumière et que les propriétés des vitres puissent être modulées en tenant compte de cette partie invisible », poursuit le chercheur. Ces vitres dynamiques pourraient donc permettre à la fois de contrôler la chaleur qui sort des bâtiments, mais aussi celle qui entre : l’utilisation de climatiseurs au cours des fortes chaleurs constitue en effet, au même titre que le chauffage lors des périodes plus froides, une dépense énergétique importante.

Si ce projet est ambitieux, il en est encore aujourd’hui au stade de la recherche fondamentale. « Dans le domaine de la recherche sur les matériaux, il se passe en moyenne 15 ans entre le laboratoire et l’application, rappelle Luc Henrard. Je reste donc très prudent. » « Il faut rester modeste, acquiesce Michaël Lobet. On apporte une petite pierre pour le bénéfice global. Pour ma part, je pense néanmoins qu’on pourra résoudre une partie du problème climatique par la technologie. » Si Luc Henrard partage l’idée que la recherche a un rôle à jouer dans la transition énergétique, le facteur temps le rend plus pessimiste. « Nous n’avons plus de temps devant nous : on l’avait, mais on ne l’a plus. Les matériaux dont nous parlons peuvent être développés dans 10 ou 15 ans, mais l’urgence est à deux ou trois ans... » Comme il le constate chaque jour, la plupart des jeunes chercheurs ne conçoivent d’ailleurs plus la recherche en dehors des enjeux écologiques, qu’ils considèrent comme un impératif. Le désir de « consacrer une partie de son intelligence à une cause plus grande que soi » comme le dit Michaël Lobet est devenu unanime.

Enfin, dans l’un de ses domaines de spécialités qu’est l’informatique, l’UNamur réfléchit aussi à des pratiques plus durables puisque ce secteur est considéré comme quasi deux fois plus polluant que l’aérien...

« Il y a deux aspects à prendre en compte », résume le chercheur Benoît Frenay. « D’abord, l’aspect matériel, c’est-à-dire les ordinateurs, smartphones et autres terminaux que nous produisons et qu’il faudrait idéalement recycler. Deuxièmement, le software, c’est-à-dire les logiciels dont certains consomment beaucoup de ressources, mais qui est une consommation plus compliquée à mesurer, car elle transite via des serveurs, de même qu’avec le cloud, tout se fait sur un autre ordinateur. »

Difficile aujourd’hui de calculer l’empreinte écologique de services de streaming ou d’applications comme Teams. « Il faudrait avoir une petite jauge, comme on en a sur les machines à lessiver. Avec l’augmentation du prix de l’énergie, les gens font des sacrifices, mais en matière d’informatique, cette conscientisation n’a pas lieu. » Une piste serait la mise au point d’un écoscore informatique.

« C’est quelque chose de très complexe à mettre en place, car il faut tenir compte de l’ensemble du cycle. Mais si l’on pouvait par exemple comparer la consommation de deux plateformes concurrentes comme Netflix et Amazon Prime, les entreprises seraient elles-mêmes obligées de trouver des solutions moins énergivores. On pourrait imaginer une échelle comme il en existe pour les appareils électroménagers, un classement de A à F. » Pour ne plus dépenser autant d’énergie les yeux fermés.

Économiste à l’UNamur, Étienne de Callataÿ considère l’augmentation des prix de l’énergie comme une opportunité pour la transition énergétique. À condition d’adopter les politiques sociales qui vont avec.

Idéalement, nous aurions la sagesse de changer nos comportements et donc de réduire notre consommation d’énergie fossile, même quand l’énergie fossile est bon marché. Mais cette sagesse, nous ne l’avons pas. C’est donc l’augmentation des prix qui va nous faire changer de comportement et rentabiliser les énergies alternatives. Jusqu’il y a peu, on isolait sa maison par idéalisme et non par calcul économique. Aujourd’hui, on peut le faire pour l’une ou l’autre raison, ou pour les deux.

Cette augmentation est un mal pour un bien et en même temps un mal tout court... Car si la cause est l’envahissement et la destruction de l’Ukraine, c’est un mal pour un mal. Mais la conséquence positive est l’impact sur nos changements de comportements. On sait que les voitures commercialisées dans les années 80 consommaient moins que les voitures commercialisées dans les années 60, tout simplement parce qu’entre les deux, il y a eu une forte augmentation des prix de l’essence. L’histoire montre que l’augmentation des prix de l’énergie contribue à l’efficacité énergétique.

Chaque fois que nous allons prendre des mesures pour réduire les prix de l’énergie, nous ferons un cadeau à monsieur Poutine. C’est une erreur sur le plan géopolitique et environnemental. À mon sens, le prix de l’énergie doit rester élevé et il faut un accompagnement social lié aux revenus. Une personne qui gagne 1000 euros et en consacre 200 à se chauffer, il faut qu’elle puisse avoir 1200 euros de revenus afin qu’elle soit libre de garder la même consommation énergétique qui passerait à 400 euros ou de mettre un pull en plus et de ne payer alors que 350 euros tout en consacrant 50 euros à autre chose. Il faut qu’elle soit libre de changer de comportement ou pas. Si l’on subventionne directement l’énergie en réduisant la fiscalité, on dissuade les gens de changer de comportement tout en pénalisant les énergies renouvelables.

Cet article est tiré du magazine Omalius #26 (septembre 2022).

Mi-décembre, le Gouvernement wallon a désigné les deux lauréats de l’appel à projets « Parcs Nationaux de Wallonie » : le Parc de l’Entre-Sambre-et-Meuse, et le Parc de la Vallée de la Semois. L’objectif premier de la reconnaissance de ces territoires est de valoriser un patrimoine naturel d’exception à des fins de conservation de la nature et de valorisation touristique.

Le Parc de l’Entre-Sambre-et-Meuse s’étend sur cinq communes, à cheval entre la province de Namur, avec Couvin et Viroinval et la province de Hainaut, avec Chimay, Momignies et Froidchapelle. Au total, la superficie couvre 22.129 hectares. Il est structuré par trois zones bio-géologiques : la Fagne, la Calestienne et l’Ardenne, englobant des biotopes variés et bien conservés. Il abrite une faune et une flore extrêmement diversifiées et riches en espèces rares.

L’UNamur est directement impliquée dans le développement de ce parc via son département de Géologie et la spin-off E-BIOM.

En partenariat avec les Cercles Naturalistes de Belgique (CNB), le département de géologie va ainsi participer à faire découvrir la richesse exceptionnelle du patrimoine et des ressources géologiques du parc, et la manière dont cette richesse géologique façonne nos paysages, nos sols, notre biocénose et le développement de nos villages et de notre société. « Le futur Parc traversera trois régions (Fagne, Calestienne et Ardenne) qui présentent chacune des caractéristiques géologiques remarquables, incluant des roches originales, des minéraux rares et des fossiles extraordinaires. Cette richesse est encore assez méconnue, y compris localement. Elle mérite une valorisation, notamment en intégrant la géologie dans ses applications directes : caractérisation du sol pour l’agriculture, risques d’effondrement d’anciennes mines, gestion de l’extraction actuelle et future des matières premières régionales, etc » explique Johan Yans directeur du Département de géologie de l’UNamur. Des itinéraires piétons et cyclistes seront créés sur le site, et un sac à dos du géologue sera distribué aux randonneurs. Plusieurs fois par an, des visites guidées seront par ailleurs assurées par des membres du Département de géologie de l’UNamur et du Cercle des Naturalistes de Belgique.

Spécialisée dans la conservation de la biodiversité et la protection de l’environnement, la spin-off de l’UNamur,  E-BIOM est elle aussi associée aux actions qui seront développées au sein du Parc de l’Entre-Sambre-et-Meuse.

« En tant que partenaire scientifique, E-BIOM a participé aux réunions et groupes de travaux sur l’établissement des objectifs stratégiques et des fiches actions, portant notamment sur la Renaturation des cours d’eau et la Restauration des milieux naturels», détaille Jonathan Marescaux,  biologiste à l’UNamur et CEO de E-biom. L’entreprise accompagnera le projet en mettant à disposition son expertise scientifique, ainsi que ces outils innovants de suivi de la biodiversité.