Les sciences du patrimoine sont en train de connaître un nouveau souffle à l’UNamur. Ce domaine de recherche – qui consiste à mobiliser les techniques et expertises issues des sciences exactes (physique, chimie, biologie) pour étudier des objets patrimoniaux anciens – se réinvente grâce au projet PHOENIX, porté par sept chercheurs issus des Facultés des sciences (Département de physique) et de philosophie et lettres (Départements d’histoire et de langues et littératures classiques). 

« PHOENIX est né de la rencontre entre plusieurs chercheurs d’horizons différents, mais animés par la même envie d’étudier la matérialité d’objets patrimoniaux. On peut notamment citer Julien Colaux, dont l’un des prédécesseurs avait mené au Laboratoire d'Analyse par Réactions Nucléaires (LARN) de l’UNamur les premiers projets en sciences du patrimoine. C’est une sorte de retour aux sources », se souvient Nicolas Ruffini-Ronzani, chercheur au Département d’histoire, président de l’institut PaTHs et l’un des porteurs du projet. 

Avec PHOENIX, les chercheurs souhaitent faire parler deux types d’objets : des pièces de monnaie antiques et des parchemins médiévaux (voir encart). Plus précisément, trois objectifs guident leurs recherches :

• Comprendre la composition des artefacts étudiés. Pour les parchemins, identifier l’espèce animale (mouton, chèvre ou veau) et, pour la monnaie, caractériser l’alliage métallique.
• Mieux appréhender la chaîne opératoire de production et de traitement. Par exemple, déterminer quelles parties de l’animal ont été utilisées dans la confection d’un parchemin.
• Proposer une datation la plus précise possible. 

C’est dans ce dernier objectif que réside le principal enjeu. « On ne va pas pouvoir dater ces objets à l'année près », avertit Olivier Deparis, professeur au Département de physique et membre de l’institut de recherche NISM. « L’idée est de donner une fourchette temporelle qui soit aussi fine, si pas meilleure, que celle déjà fournie par la paléographie (l’étude des écritures anciennes) ou l’analyse des textes. Si on atteint le quart de siècle, ce sera déjà une belle avancée. »

Pour y parvenir, l’équipe de PHOENIX utilise différentes techniques non-invasives, en particulier les spectroscopies infrarouges et Raman, la spectrométrie de masse d’ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS) et les analyses par faisceau d’ions (IBA). Ces approches – qui mobilisent les outils de pointe de l’UNamur comme l’accélérateur de particules ALTAÏS (voir Omalius #36) – fournissent des renseignements détaillés sur la composition physico-chimique des matériaux, comme l’origine animale et les formulations d’encres pour les parchemins ou le type d’alliage métallique pour les monnaies. « Le recours aux sciences exactes va permettre d’enrichir nos études et donc de mieux comprendre comment étaient produits ces objets par le passé », précise Nicolas Ruffini-Ronzani. « Contrairement à ce que l’on pourrait penser, la collaboration entre sciences humaines et sciences exactes a une longue histoire derrière elle, qui remonte au 19^e siècle, voire bien avant pour les monnaies. »

Ces outils vont permettre de scruter les parchemins et les monnaies jusque dans les moindres détails, à l’échelle du pixel. Ces analyses poussées génèrent donc un volume colossal de données brutes à traiter. C’est là que l’intelligence artificielle entre en scène pour accélérer leur traitement et révéler les informations « cachées » dans les données, en dégageant les grandes tendances invisibles à l’œil nu. 

Surtout, elle donnera un coup de pouce pour relever le défi de la datation des objets étudiés. Des documents datés, comme des chartes, vont ainsi être utilisés comme références pour tester la robustesse du modèle, en comparant les résultats obtenus aux dates déjà connues. « Si les résultats sont convaincants, la technique pourra être appliquée à des documents non datés », se réjouit Nicolas Ruffini-Ronzani. Il s’agirait là d’une avancée non négligeable dans la recherche historique.

« L’usage des méthodes d’apprentissage automatique n’est pas la panacée », nuance cependant Olivier Deparis. « On a voulu l’exploiter comme une question ouverte, pour évaluer son bénéfice. »

PHOENIX pourrait ainsi incarner une nouvelle ère pour les sciences du patrimoine, où l’intelligence artificielle, à l’image du phénix dont le projet porte le nom, ouvre de nouvelles façons d’analyser et de comprendre les matériaux du passé.

• Francesca Cecchet (Département de physique – Instituts NISM et NARILIS)
• Lucas Baseil (Département de physique - Institut NISM)
• Julien Colaux (Département de physique – Instituts NISM et PaTHs)
• Olivier Deparis (Département de physique – Instituts NISM, naXys et PaTHs)
• Christophe Flament (Département de langues et littératures classiques – Institut PaTHs)
• Louise Fauchier (Département de langues et littératures classiques – Institut PaTHs)
• Laurent Houssiau (Département de physique – Institut NISM)
• Alexandre Mayer (Département de physique – Instituts NISM et naXys)
• Giulia Morabito (Département de physique - Instituts NISM et PaTHs)
• Nicolas Ruffini-Ronzani (Département d’histoire – Instituts PaTHs)
• Nicolas Gros (Département de Physique – Instituts NISM et PaTHs)
• Manon Bart (Département de Physique – Instituts NISM et naXys)

Le projet PHOENIX bénéficie d’un financement du programme d’action de recherche concertée (ARC) de septembre 2024 à août 2029. Il constitue la suite du projet interdisciplinaire Pergamenum21, impulsé en 2014 par la Bibliothèque universitaire Moretus Plantin (BUMP) sous la houlette du professeur Olivier Deparis et consacré à l’étude scientifique du parchemin en vue d’améliorer les pratiques de restauration.

Des jeunes rochefortois ont mis à l’honneur le projet PHOENIX lors du concours international First Lego League, une compétition de robotique ouverte aux jeunes de 10 à 16 ans. Pour coller au thème annuel consacré aux nouvelles technologies dans le domaine de l’archéologie, cette équipe du Centre des Jeunes et de la Culture de Rochefort s’est inspirée de la technique IBA pour élaborer un jeu de recherche permettant d’identifier l’origine de pièces de monnaies de la Grèce Antique modélisées à l’aide d’une imprimante 3D. Leur projet a tapé dans l’œil du jury et leur a permis de se qualifier pour la finale nationale qui a eu lieu en mars dernier. Au-delà du concours, ce jeu original sera présenté lors de la journée des familles de l’Archéoparc de la Malagne (Rochefort). 

Sur l’appel MSCA Doctoral Networks 2025, 1 616 propositions ont été soumises et 141 ont été retenues, soit un taux de succès de 9,6%. Dans ce contexte très compétitif, la sélection de trois projets impliquant l’UNamur constitue un signal fort : il confirme l’excellence scientifique des équipes namuroises et leur capacité à construire des partenariats internationaux de haut niveau, au service de la formation doctorale et de l’innovation. Ce sont six thèses de doctorat qui pourront être financées.

Dans de nombreuses maladies neurologiques, on observe à la fois une inflammation du système nerveux et des déséquilibres du microbiote intestinal. GlycoAxis veut aller au-delà des simples corrélations en identifiant les « messagers » moléculaires qui relient l’intestin, le système immunitaire et le cerveau. Le projet se concentre sur des sucres complexes présents à la surface de certaines bactéries (glycanes), soupçonnés de jouer un rôle clé dans l’activation immunitaire et la neuroinflammation. L’objectif : mieux comprendre ces mécanismes et ouvrir la voie à de nouveaux outils de diagnostic, d’imagerie ou de biomarqueurs pour la santé cérébrale.

Face au changement climatique, à la pollution ou à la fragmentation des habitats, certains écosystèmes encaissent les chocs… d’autres basculent. ReDiLeep s’intéresse à un levier central de cette résilience : la diversité des réponses, c’est-à-dire le fait que différentes espèces (ou fonctions) ne réagissent pas toutes de la même manière à une perturbation. Le projet vise à mieux mesurer et modéliser ce mécanisme, afin de relier plus directement la recherche aux besoins de la conservation, de la restauration et des politiques publiques en matière de biodiversité.

Nos communications numériques reposent sur la lumière : fibres optiques, capteurs et circuits photoniques capables de traiter l’information. Mais avec l’explosion des données, de l’IA et l’arrivée de réseaux toujours plus rapides, il devient crucial de contrôler la lumière de façon dynamique, beaucoup plus vite qu’avec les composants actuels, souvent « figés ». SPARK explore une nouvelle piste : associer des métamatériaux spatio-temporels (des structures nanométriques conçues pour façonner la lumière) à une lumière elle-même « structurée » dans l’espace et le temps. À la clé : des technologies photoniques reconfigurables pour le calcul, l’imagerie et les communications ultra-rapides.

Cet article est tiré de la rubrique "Enjeux" du magazine Omalius #40 (Mars 2026).

« Le 6 août 1945 fut le jour zéro. Le jour où il a été démontré que l’histoire universelle ne continuera peut-être pas, que nous sommes capables en tout cas de couper son fil, ce jour a inauguré un nouvel âge de l’histoire du monde » écrivait Günter Anders, considéré comme le premier « philosophe de la bombe », dans « Hiroshima est partout » (1982). 

Pour de nombreux penseurs, l’invention de la bombe atomique et son utilisation contre le Japon par les États-Unis constituent un point de bascule dans le destin de l’humanité. L'accident de Tchernobyl en 1986, il y a 40 ans en avril, et celui de Fukushima en 2011, dont le 15^ème anniversaire vient d’être célébré, seront deux autres événements marquants, rappelant les dangers potentiels de l’énergie atomique. 

« Günter Anders parle aussi de globocide, soit la possibilité qui est apparue avec le nucléaire de "tout faire disparaître" », explique Danielle Leenaerts, chercheuse en histoire de l’art à l’UNamur.  « Il souligne aussi l’impossibilité de dissocier les risques du nucléaire militaire et du nucléaire civil, puisqu’il existe des retombées radioactives possibles dans les deux champs. » 

Aujourd’hui, le nucléaire est pourtant omniprésent dans nos vies. Chaque jour, de nombreux travailleurs sont, par exemple, exposés aux rayons ionisants. En Belgique, toute personne professionnellement exposée à ces rayonnements doit d’ailleurs porter un dosimètre à hauteur de la poitrine (article 30.6 de l'Arrêté Royal du 20 juillet 2001). Des données qui sont ensuite centralisées, analysées et archivées chaque mois par l’AFCN (Agence fédérale de contrôle nucléaire). Épidémiologiste, chercheuse à la Faculté de médecine et membre de l’Institut de recherche Namur Research Institute for Life Sciences (NARILIS) à l’UNamur, Médéa Locquet est aussi membre de la délégation belge du Comité scientifique des Nations Unies pour l’étude des effets des rayonnements ionisants (UNSCEAR), dont la mission est d’évaluer les niveaux et les effets de l'exposition aux rayonnements ionisants sur la santé humaine et l'environnement. Dans ce cadre, elle étudie notamment les effets des expositions professionnelles (« occupational studies ») – que ce soit chez les pilotes d’avion soumis aux rayons cosmiques, les travailleurs des mines d’uranium ou le personnel du secteur de la santé – mais aussi des expositions environnementales, et notamment à l’impact du radon, 

« un gaz radioactif d’origine naturelle, émis par les sols et pouvant s’accumuler dans les bâtiments, qui constitue aujourd’hui la deuxième cause de cancer du poumon après le tabac », rappelle-t-elle. 

Dans le cadre de sa collaboration avec l’UNSCEAR, Médéa Locquet participe avec ses collègues du Japon à la « Lifespan Study » qui étudie les conséquences des bombardements d’Hiroshima et Nagasaki sur les survivants irradiés et leur descendance. Si l’on connaît la dangerosité d’une exposition aiguë aux rayons ionisants (effets dits « déterministes »), les effets d’une exposition à faible dose (« effets stochastiques ») demeurent plus complexes à comprendre et à évaluer. 

« En général, en médecine, on va de la recherche fondamentale vers la recherche appliquée. Ici, c’est l’inverse : par l’observation d’une application du nucléaire militaire, nous étudions directement les effets sur les êtres humains pour établir les normes de radioprotection et confirmer certains mécanismes d’action des effets des rayons ionisants en retournant vers la recherche expérimentale », explique la chercheuse. 

Les cellules cancéreuses ont, en effet, pour caractéristique de proliférer de manière continue. 

La radiothérapie utilise traditionnellement un faisceau de rayons X pour viser la tumeur, mais aujourd’hui, les chercheurs s’intéressent de plus en plus aux protons. 

« L’UNamur possède le seul irradiateur par protons en Fédération Wallonie-Bruxelles, ce qui nous permet d’étudier leurs avantages par rapport aux des rayons X », souligne Carine Michiels. 

Lire à ce propos notre article précédent : ALTAïS – Pénétrer dans les profondeurs de la matière pour répondre aux enjeux actuels

« Les protons ont un avantage balistique », détaille Anne-Catherine Heuskin. « Quand on vise la tumeur avec des rayons X, il y a une partie qui est absorbée et une autre qui ressort par l’autre côté. En irradiant en amont, on touche donc aussi en aval. Or le but est d’épargner au maximum les tissus sains : dans le cancer du sein, on cherche par exemple à ne pas irradier le cœur. » 

Parce qu’ils interagissent différemment avec la matière, les protons déposent un peu de l’énergie de manière continue au fur et à mesure de leur trajet. 

« Par contre, quand il leur reste seulement quelques centimètres/millimètres à parcourir, ils vont tout déposer d’un seul coup », poursuit Anne-Catherine Heuskin. « Ce qui se trouve en aval est alors préservé. » 

La protonthérapie s’avère particulièrement intéressante pour le traitement des cancers pédiatriques, c’est-à-dire pour des patients qui ont une espérance de vie encore très longue et qui ont donc plus de risques de vivre les conséquences d’une irradiation passée de leurs tissus sains. 

À côté de ces techniques de radiothérapie externe, il est aussi possible de traiter des tumeurs par radiothérapie interne, 

« en attachant un atome radioactif à un "carrier", par exemple des nanoparticules d’or, qui va transporter cet atome jusqu’à la tumeur via la circulation », explique Carine Michiels. 

Cette technique permet d’obtenir le maximum d’effets sur les cellules cancéreuses en épargnant au maximum les autres cellules normales. 

« Depuis 5 ou 10 ans, la grande avancée dans le traitement du cancer, c’est l’immunothérapie », poursuit-elle. « Mais on ne comprend pas encore pourquoi certains patients y répondent et d’autres pas. L’une des hypothèses est qu’il faudrait booster les cellules cancéreuses pour qu’elles soient reconnues par le système immunitaire. Et là, la radiothérapie a un énorme rôle à jouer car en abîmant les cellules cancéreuses, elle va permettre de booster la réponse immunitaire. La combinaison de la radiothérapie et de l’immunothérapie est donc amenée à prendre une place prépondérante. » 

Aujourd’hui, la communauté scientifique s'intéresse de plus en plus aux risques à long terme (cancer, leucémies, etc.) des expositions médicales au nucléaire. 

« Plusieurs études récentes mettent en évidence une augmentation du risque de cancers du cerveau et de leucémies chez des patients ayant bénéficié de scanners répétés durant l'enfance », explique Médéa Locquet. « Pendant l’enfance, la forte activité proliférative et la différenciation des cellules les rendent plus radiosensibles, ce qui augmente le risque d’effets tardifs, notamment à l’âge adulte. » 

De même, un traitement par radiothérapie peut augmenter le risque de certaines maladies, même si ces risques sont aujourd’hui bien connus et globalement bien maîtrisés. 

« Mon hypothèse de recherche, avance Médéa Locquet, est que les effets d’une exposition aux rayons ionisants miment le processus de vieillissement, puisque ce que l’on va retrouver, ce sont principalement des complications telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires, mais aussi des troubles endocriniens ou neurodégénératifs, à savoir donc, des maladies qui apparaissent en population générale avec l’avancée en âge. Confirmer cette hypothèse permettrait d’optimiser les doses pour prévenir ce vieillissement accéléré et l’apparition d’effets tardifs liés au traitement. On pourrait aussi essayer de le prévenir en utilisant des sénomorphiques (ndlr : agents qui bloquent les effets délétères des cellules sénescentes), mais aussi grâce à des programmes d’activité physique et de nutrition dans le suivi post-cancer. »

C’est quoi l’énergie nucléaire ?

L’énergie nucléaire est une forme d’énergie libérée par le noyau des atomes, composé de protons et de neutrons. Elle peut être produite par la fission (division du noyau de l’atome en plusieurs parties) ou par la fusion de plusieurs noyaux. L’énergie nucléaire utilisée aujourd’hui pour produire de l’électricité provient de la fission nucléaire. La production d’énergie au moyen de la fusion (telle qu’elle a lieu au cœur du soleil et des étoiles) est toujours en phase de recherche-développement.

Comment fonctionne la fission nucléaire ?

Dans la fission nucléaire, le noyau d’un atome se divise en plusieurs noyaux plus petits, libérant ainsi de l’énergie grâce à une réaction en chaîne. Par exemple, le noyau d’un atome d’uranium 235 percuté par un neutron se divise en deux noyaux plus petits et deux ou trois neutrons. Ces neutrons vont ensuite percuter d’autres atomes d’uranium 235, qui se divisent à leur tour en produisant d’autres neutrons, avec un effet multiplicateur qui libère de l’énergie sous forme de chaleur et de rayonnement. 

Quelles sont les applications du nucléaire ?

Depuis la découverte de la radioactivité, les propriétés du nucléaire sont utilisées dans de nombreuses applications, notamment dans les armes nucléaires, ainsi que dans les navires et sous-marins militaires. Mais le nucléaire a aussi de nombreuses applications dans la recherche, la médecine, l’industrie, l’agroalimentaire (lutte contre les insectes ravageurs et micro-organismes pathogènes) ou encore l’archéologie et la muséographie (datation et authentification de certaines pièces).

En témoigne notamment le travail de l’artiste belge Cécile Massart, qui s’intéresse aux sites d’enfouissement des déchets comme lieux de mémoire, ou celui de la photographe Jacqueline Salmon, qui a notamment documenté le démantèlement de la centrale Superphenix (Isère), « offrant une forme de connaissance » différente et complémentaire de celle des scientifiques. Toutes deux sont représentées au sein de l’exposition présentée par Danielle Leenaerts au Delta, (Faire) face au nucléaire et de son ouvrage éponyme (éd. La Lettre Volée).

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.