Cette belle initiative est le résultat d’une réflexion sur l’intégration de cours de chimie quantique à l’Université de Sfax initiée par les Professeurs Mahmoud TRABELSI (Université de Sfax et ancien de l’Université de Namur), Besma HAMDI (Université de Sfax) et Benoît CHAMPAGNE (Université de Namur).  La réflexion a été maturée au cours des deux dernières décennies, période durant laquelle plusieurs étudiants de l’équipe du Pr. TRABELSI ont séjourné au laboratoire du Pr. CHAMPAGNE. 

L’objectif : ajouter une composante de chimie quantique computationnelle à leurs recherches en chimie de synthèse, dont les synthèses à partir de substances biosourcées. 

Une doctorante en chimie à l’Université de Sfax, Dhouha ABEIRA, est également impliquée dans le projet. Elle effectue un stage ERASMUS+ dans le laboratoire du Pr. CHAMPAGNE afin d’étudier les propriétés optiques de cristaux moléculaires. 

Les étudiants ont été initiés au calcul des énergies de réaction et à la simulation des spectres d’absorption UV/visible. Ces deux applications sont typiques des activités en chimie quantique car elles sont directement liées à la compréhension des phénomènes réactionnels et à l’élaboration de nouveaux composés pour l’optique moléculaire. 

L’accent a également été mis sur certains aspects techniques des calculs afin de former les étudiants à l’élaboration de protocoles calculatoires en fonction des questions traitées.

Les cours ont été dispensés par une équipe interuniversitaire.

Pour le Département de chimie de l’Université de Namur  :

• Le Professeur Benoît CHAMPAGNE, Directeur du Laboratoire de Chimie Théorique (LCT) de l’Unité de Chimie Physique Théorique et Structurale (UCPTS) ;
• Le Dr. Vincent LIÉGEOIS, pour le soutien informatique à distance et dont la suite de programmes DrawSuite, une série d’applications conçues pour offrir des outils d'analyse des structures et des propriétés moléculaires, a été fort appréciée ;
• Frédéric WAUTELET de la Plateforme Technologique de Calcul Intensif (PTCI) pour le soutien informatique à distance et qui a préparé un cluster (pleiades) dédié à la formation.

Pour le Département de chimie de l’Université de Sfax :

• Le Dr. Mohamed CHELLEGUI, du laboratoire de chimie organique, pour la préparation des travaux pratiques ;
• Dhouha ABEIRA, doctorante en chimie, pour la préparation des travaux pratiques et l’assistance aux étudiants de Sfax. 

Les équipes enseignantes remercient chaleureusement les équipes des Relations Internationales de l’Université de Namur et de l'Université de Sfax pour leur aide dans l’élaboration et le suivi du projet ERASMUS+. 

L'objectif de ce projet de recherche (PDR), financé par le FNRS est d'approfondir les connaissances sur les phases cristallines complexes des sels simples. Le projet ambitionne de renforcer les activités de recherche internationales, qui ont débuté en 2016 et ont permis de publier les premiers résultats dans Nature en 2021.  Lire l'article en ligne...

Les phases FK sont connues depuis 1959 comme une grande famille d’alliages métalliques, mais l’étude a démontré que des simples molécules pharmaceutiques peuvent cristalliser avec une complexité similaire, ce qui n’était pas connu auparavant. 

Par ce nouveau projet, les chercheurs souhaitent aller plus loin en utilisant principalement des techniques de résonance magnétique nucléaire (RMN) à l'état solide et diffraction des rayons X (DRX) sur poudres et monocristaux. Cette étude sera effectuée en collaboration avec autres chercheurs de l’Institut NISM (Nikolay Tumanov, Carmela Aprile et Johan Wouters), ainsi qu’avec des collaborateurs travaillant dans d’autres pays, comme Riccardo Montis (Université de Urbino, Italie) et Simon Coles (Directeur du National Crystallography Service (NCS), Université de Southampton, UK).

Le projet de recherche (PDR) "NPN cofactor synthesis and roles" est à l'interface entre biochimie fondamentale et enzymologie. Il repose sur la découverte récente, par une équipe de l'UCLouvain, d'un nouveau cofacteur, nommé NPN, de structure très originale. Il s'agit d'un dinucléotide portant un complexe de Nickel. Il est impliqué dans des réactions enzymatiques importantes mais sa réactivité, sa biosynthèse et son mécanisme d'action sont très peu connus. De plus, il est présent dans 20% des génomes bactériens et 50% des génomes d'Archaea (archéobactéries), mais seulement une infime fraction des enzymes l'employant ont été caractérisées. 

Le projet de recherche repose sur la complémentarité des expertises de Benoit Desguin (UCLouvain, biochimie) et Stéphane Vincent (chimie bio-organique). L'objectif principal du projet et de comprendre le rôle et le mécanisme de ce cofacteur grâce à des études biochimiques, structurales et cinétiques. Des analogues du cofacteur NPN vont être synthétisés par l'équipe de l’UNamur : elles seront conçues de manière à élucider le mode d'interaction et de réaction du cofacteur NPN avec les enzymes l'employant.

Ce projet de recherche (PDR) est une co-promotion des professeurs Tom Leyssens (UCLouvain) et Johan Wouters (UNamur).  Il vise à faire entrer le processus de déracémisation par cristallisation dans l'ère de la « chimie verte ».

La déracémisation est un terme utilisé en chimie pour décrire le processus de séparation d'un mélange racémique en ses deux énantiomères, c'est-à-dire les formes chirales (gauche et droite) d'une molécule. Dans l'industrie pharmaceutique, 50 % des composés médicamenteux commercialisés contiennent un centre chiral, essentiel à leur fonctionnement. Lorsqu'un énantiomère a l'effet pharmacologique désiré, l'autre peut être inactif ou avoir des effets indésirables. C'est pourquoi les nouveaux médicaments sont souvent commercialisés sous forme de composés énantiopurs (c’est-à-dire débarrassés de leur « jumeau chiral » impur). 

La façon la plus courante d'obtenir des médicaments chiraux implique encore la formation d'un mélange racémique. Il peut alors être produit par des techniques de séparation chimique ou physique, avec une perte de rendement de 50 %.  Si le composé en question est « racémisable », l'énantiomère indésirable peut techniquement être retransformé en un mélange racémique, ce qui permet d'obtenir un rendement théorique de 100 %. Au cours de la dernière décennie, diverses méthodologies de déracémisation basées sur la cristallisation ont été développées.  Cependant, toutes ces méthodes nécessitent l'utilisation de grandes quantités de solvant car il s'agit de processus de cristallisation.

Cette recherche vise à amener ces processus à un niveau supérieur, non seulement en les rendant plus efficaces (moins chronophages), mais aussi en les faisant entrer dans le domaine de la « chimie verte ». Pour ce faire, les chercheurs proposent des variantes mécano-chimiques pour les conglomérats et les composés racémiques. 

Ces procédés seront

• Intrinsèquement ‘verts » puisque l'énantiomère indésirable est transformé en énantiomère désiré ;
• Permis par la mécanochimie qui élimine le besoin de solvant, ce qui les rend plus « verts » que les méthodes basées sur les solutions.
• Les plus « verts » possibles, grâce à leur efficacité (échelle de temps très rapide et faible consommation d'énergie).

Ce financement permettra d’acquérir un appareillage de calorimétrie par titration isotherme (ITC) à haut débit, unique en Fédération Wallonie-Bruxelles. C’est une méthode non destructive à haute résolution permettant une caractérisation complète des détails chimiques d'une interaction en solution. 

Son acquisition permettra aux chimistes de l'UNamur, mais aussi à leurs collaborateurs, d'analyser n'importe quelle liaison, dans un vaste champ d'application, s'étendant de la biochimie à la chimie supramoléculaire. 

“Interrupteurs moléculaires ONL "dans tous leurs états" : des solutions aux surfaces fonctionnalisées et aux solides.”

Cette thèse de doctorat au sein du Laboratoire de Chimie Théorique (Département de chimie) et du Pôle Modélisation multi-échelle par le calcul à haute performance (HPC-MM) de l’Institut NISM vise à développer des méthodologies computationnelles multi-échelles innovantes pour étudier et optimiser des interrupteurs moléculaires multi-états et multifonctionnels, composants clés des dispositifs logiques et des nouvelles générations de technologies de stockage de données. 

En plus des variations des réponses optiques linéaires, il est avantageux de considérer les changements des réponses optiques non linéaires (ONL), qui permettent une lecture de données à haute résolution tout en évitant leur destruction. L'objectif principal est de prédire et d'interpréter les réponses ONL de ces interrupteurs moléculaires dans différents environnements de la matière, à savoir en solution, greffés sur des surfaces et à l'état solide. 

De plus, une attention particulière sera accordée à la modélisation des défauts et du désordre orientationnel au sein des matériaux afin de mieux représenter les conditions réelles. Ces méthodes prédictives seront validées expérimentalement au travers de collaborations étroites avec des équipes de synthèse et de caractérisation.

Les recherches au sein de NISM s’articulent autour de divers sujets de recherche en chimie organique, chimie-physique, chimie des (nano)-matériaux, sciences des surfaces, optique et photonique, physique du solide, tant d'un point de vue théorique qu’expérimental.

L’expertise des chercheurs est reconnue dans le domaine de la synthèse et de la fonctionnalisation de systèmes moléculaires et de matériaux innovants, de 0 à 3 dimensions. 

Ces thématiques de recherche auxquelles l’équipe du Laboratoire de Réactivité et Catalyse Organométallique (RCO) du Professeur Guillaume Berionni s’intéresse sont situées à la frontière entre la chimie organique, organométallique, de l'hétérochimie (éléments des groupes 13 et 14), et de la chimie de coordination et font progresser le développement de nouveaux concepts en catalyse homogène. 

Ces projets de recherche sont financés par différents bailleurs de Fonds dont le FNRS, l'Union Européenne via l'ERC, ou encore la Fédération Wallonie-Bruxelles.

Guillaume Berionni est aussi membre du Namur Institute of Structured Matter - NISM (Pôle FSM). Il dirige actuellement une équipe de recherche composée de 14 doctorants, post-doctorants et étudiants en master.

Un an après l’obtention d’un prestigieux financement du Conseil Européen de la Recherche (ERC) pour son projet B-Yond, le Prof Guillaume Berionni a été nommé membre de la prestigieuse société européenne de chimie Chemistry Europe début 2024. Cette distinction fait de lui le nouveau représentant pour la Belgique pour une période de 2 ans.

Félicitations à lui et à son équipe !

• Guillaume Berionni représentant belge à la société européenne de chimie : Lire l'article...
• Une bourse ERC Consolidator pour le projet B-YOND de Guillaume Berionni : Lire l'article...

Du 10 au 12 septembre 2025 aura lieu la 1ère conférence MG-ERC.  La Main-Group Elements Reactivity Conference (MG-ERC) est une nouvelle réunion, créée pour rassembler les chercheurs travaillant dans les domaines de la chimie des groupes principaux, de la chimie de coordination et de la chimie inorganique afin de discuter des nouveaux concepts, idées et tendances dans ces domaines dynamiques, et d'établir des liens et des collaborations.

Créé il y a 50 ans, le Département de Chimie de l'Université de Namur (UNamur) jouit d’une reconnaissance internationale dans le milieu académique, socio-économique et scientifique, pour son expertise et son excellence, en matière de recherche et d’enseignement.

Le Département de Chimie de l'UNamur est à l'avant-garde de la recherche scientifique, explorant les frontières de la connaissance pour résoudre certains des défis les plus pressants de notre époque. Des laboratoires de pointe, dirigés par des chercheurs de renommée mondiale, sont dédiés à une vaste gamme de domaines, de la chimie organique à la chimie des matériaux, en passant par la chimie analytique et la chimie théorique. Les collaborations interdisciplinaires et les partenariats internationaux enrichissent constamment la compréhension de la matière et ouvrent de nouvelles voies vers l'innovation.

Les recherches menées au sein du Département ont des répercussions tangibles sur la société :

• Elles contribuent à l'innovation dans les domaines des soins de santé et de l'énergie.
• Elles proposent des solutions pour la dépollution, le stockage d'énergie et la santé.
• Elles forment des chercheurs pour l'industrie pharmaceutique et chimique.
• Elles apportent des solutions à la corrosion et aux matériaux médicaux.
• Elles améliorent les pratiques d'enseignement en chimie, formant ainsi les scientifiques de demain.

Découvrez plus en détails les cinq Unités spécialisées, chacune axée sur des domaines spécifiques de la chimie et dédiée à résoudre des défis sociétaux urgents :

1. Soins de santé et énergie : Unité de Chimie Physique Théorique et Structurale (UCPTS)

Axes de recherche : Ils visent la caractérisation de propriétés structurales et électroniques de (macro)molécules. Les chercheurs y appliquent et développent une large gamme de méthodes théoriques : mécanique quantique, mécanique moléculaire, méthode hybride QM/MM, et mécanique statistique. De façon complémentaire, l’Unité de Recherche développe une expertise dans le domaine de la détermination de structures et de caractérisation de (macro)molécules par le biais de méthodes physico-chimiques expérimentales (cristallographie, analyses calorimétriques, bio-spectroscopies).

Spécificités : Fortement basée sur une approche interdisciplinaire, la recherche au sein de l’UCPTS se caractérise par une complémentarité des approches expérimentales et théoriques. La possibilité de réaliser des simulations numériques au moyen des outils théoriques les plus récents et de confronter ces résultats de calculs à des données expérimentales obtenues au moyen d’équipements de pointe est une des spécificités qui caractérise les recherches ambitieuses menées.

Impacts sociétaux : Les axes de recherche menés au sein de l’UCPTS abordent des problématiques majeures liées aux soins de santé, à la recherche d’alternatives aux pesticides ou au développement de matériaux nouveaux, en particulier dans le domaine du stockage de l’énergie et des matériaux intelligents. En outre, la rigueur et l’excellence de la recherche menée est également un socle solide pour la formation des chercheurs de demain.

2. Stockage d’énergie, dépollution, santé : Unité de Chimie des Nanomatériaux (UCNANO)

Axes de recherche : Ils visent à développer des solutions durables et innovantes pour les défis actuels de la société. Les recherches portent sur l’énergie, l’environnement, la conversion des déchets en produits à haute valeur ajouté, la chimie verte et la santé. L’UCNANO développe des matériaux performants à faible impact environnemental qui favorisent l’économie circulaire et aux applications biomédicales, dans la catalyse hétérogène, la photocatalyse, les nano- et bio- technologies, le stockage et la conversion d'énergie et la thérapie cellulaire.

Spécificités : Les spécificités de la recherche de l’UCNANO sont la conception, l'ingénierie moléculaire et l'étude des propriétés de matériaux poreux hiérarchisés et de matériaux vivants bio-intégrés. Les matériaux structurés à base de silice substituée ou fonctionnalisés avec des espèces actives sont particulièrement étudiés. Les laboratoires de l’unité sont équipés de technologies de pointe comme la RMN à l’état solide.  L’unité CNANO fait partie des leaders mondiaux dans les domaines des matériaux. De nombreuses collaborations internationales enrichissent au quotidien les recherches de l’unité. Elle a obtenu plusieurs projets d’envergure dont le projet « BatFactory » développé dans le cadre du plan de relance de Wallonie (porté par le Prof. Bao-Lian Su et réunissant des chercheurs de UNamur, UMons, ULiège, UCLouvain, ULB, CRM, Cenaero et Materia Nova) ou le projet multi-universitaire Excellence Of Science « PhosPore» (développé par la Prof. C. Aprile et le Dr. L. Fusaro en collaboration avec l’Université de Hasselt, la KU Leuven, la VUB, l’UCLouvain et l’Université d’Antwerpen). L’unité est composée de deux académiques (le prof. B.-L. Su et la Prof. C. Aprile), d’un logisticien de recherche (Dr. L. Fusaro) et d’environ 25 chercheurs.

Impacts sociétaux : L’UCNANO, soucieuse des problèmes de la société et de ses défis, a pour objectif de proposer des solutions : des électrodes innovantes pour améliorer les performances des batteries (stockage et conversion d’énergie), de nouvelles technologies catalytiques, photocatalytiques et photosynthétiques (environnement). Les applications visées par l’UCNANO sont : la conversion du CO² en produits à haute valeur ajoutée, la valorisation des déchets de la biomasse (ex : le glycérol issu de la production de biodiesel), la dépollution des émissions industrielles et résidentielles, l’invention d’organes artificiels pour guérir les malades du diabète.

3. Industrie pharmaceutique et chimique : Unité de Chimie Organique (UCO)

Axes de recherche : Un premier axe porte sur la synthèse organique, appliquée à des molécules naturelles et non-naturelles à activité biologique et pharmacologique et au développement de nouvelles réactions. Un second concerne la chimie bio-organique et l’étude mécanistique d’enzymes. Un troisième se focalise sur l’étude de la réactivité chimique de nouvelles espèces acides et basiques et leur utilisation en catalyse.

Spécificités : L’UCO se distingue par son expertise dans la préparation, la purification, la caractérisation et l’étude de molécules organiques à haute valeur ajoutée. Son domaine d’activité la place aux interfaces avec la chimie physique, la physique, la biologie et la pharmacie. Elle gère un parc d’instruments de pointe, notamment en résonance magnétique nucléaire à l’état liquide, en chromatographies et autres techniques analytiques. L’unité de chimie organique gère des projets de recherche d’envergure Européenne et internationale, notamment des projets financés par le Conseil Européen de la recherche (ERC).

Impacts sociétaux : L’activité de l’UCO lui permet de contribuer à la formation de chercheurs pouvant intégrer les organismes publics et le secteur de l’industrie chimique au sens large. Les connaissances générées par les différents projets de recherche trouvent leur application tant dans le monde académique que dans la chimie industrielle, en particulier dans les applications pharmaceutiques et en chimie fine.

4. Corrosion et matériaux médicaux : Unité de Chimie et Electrochimie des Surfaces et Analytique (UCESA)

Axes de recherche : Elle est principalement orientée vers la chimie et l’électrochimie des matériaux de surface et interfaces structurés. Les recherches sont axées sur la fonctionnalisation de surfaces, l’élaboration électrochimique de biomatériaux et revêtements anti-corrosion, et le développement et l’application d’analyses électrochimiques locales.

Spécificités : La recherche effectuée au sein de l’UCESA a pour objectif la conception de matériaux de surface et d'interface et leur fabrication par les procédés de la chimie en particulier l'électrochimie, l'autoassemblage et la chimie douce. Ces matériaux de surface peuvent être des assemblages de films organiques et/ou inorganiques, minces ou ultra-minces, sur des substrats métalliques, des oxydes de métaux et des films polymères.

Impacts sociétaux : De par l’étude des propriétés des surfaces et interfaces, la recherche effectuée au sein de l’UCESA a pour visée de contribuer à la compréhension de systèmes complexes et amener des solutions aux problématiques de la corrosion des métaux, la biocompatibilité de matériaux d’endoprothèse, le stockage et la conversion d’énergie et l’élaboration de nanosenseurs.

5. Approches didactiques innovantes : Unité de Recherche en Didactique de la Chimie (URDC)

Axes de recherche : La recherche en didactique de la chimie constitue un champ d’étude relativement récent à l’Université de Namur. Rattachée à l’Institut de recherche IRDENa, l’URDC vise à comprendre les processus didactiques en jeu lors des situations d’enseignement-apprentissage impliquant des contenus à enseigner en chimie. Ces recherches contribuent ainsi tant à la construction de savoirs d’avant-garde dans le domaine qu’à l’élaboration de nouveaux dispositifs de formation.

Spécificités : L’URDC étudie principalement le rôle des langages dans l’enseignement de la chimie, et leurs implications dans les difficultés d’apprentissage rencontrées par les apprenants. Centrées sur l’analyse des problématiques de terrain, nos recherches abordent également l’évaluation des compétences en chimie, les pratiques réelles des enseignants et les activités spécifiques comme les travaux pratiques au laboratoire. Nous investiguons enfin les impacts de technologies, telles que les animations stopmotion (SMAs) ou les simulations en réalité virtuelle (VR), sur l’enseignement-apprentissage de la chimie. Le champ d’étude de l’Unité s’étend de l’enseignement secondaire à l’enseignement supérieur.

Impacts sociétaux : Les recherches en didactique de la chimie visent, par nature, à éclairer les problématiques relevées dans le champ scolaire. Ces études peuvent ainsi aider les enseignants et les formateurs d’enseignants dans la création et la régulation de leurs dispositifs didactiques. Elles constituent aussi potentiellement une aide à la prise de décision pour les autorités compétentes dans le domaine de l’enseignement.   

L'UNamur s'engage à former la prochaine génération de scientifiques et de professionnels de la chimie, dotés des compétences techniques et de la vision nécessaires pour relever les défis complexes de demain. Les programmes de formation offrent une combinaison équilibrée d'enseignement théorique, de travaux pratiques de laboratoire et d'expériences pratiques sur le terrain, garantissant que les étudiants acquièrent une expertise pratique et une compréhension approfondie des principes fondamentaux de la chimie. De plus, le corps professoral dévoué et inspirant guide et soutient chaque étudiant dans son parcours académique, favorisant l'excellence et l'innovation à chaque étape.

Le Département de Chimie de l’UNamur se distingue par son approche innovante de l'enseignement, dépassant les stéréotypes traditionnels de l'apprentissage de la chimie pour offrir une expérience éducative enrichissante et engagée.

Enseignement de proximité et encadrement personnalisé

Les membres du département s'engagent à offrir un enseignement de proximité, avec un encadrement personnalisé et une attention particulière portée à chaque étudiant. Ils s’impliquent activement dans les tâches d'enseignement et offrent un soutien adapté à la transition du secondaire au supérieur.

Méthodes actives et autonomie des étudiants

Les équipes pédagogiques ont renforcé l'utilisation de méthodes actives pour favoriser l'engagement des étudiants et développer leur autonomie. Conscients que la chimie est une science concrète, elles encouragent les étudiants à élaborer leurs propres protocoles expérimentaux et à analyser les résultats de manière critique. Cela favorise une meilleure collaboration entre pairs et prépare les étudiants à relever les défis complexes de la pratique scientifique.

Alignement pédagogique et révision des compétences

Les équipes pédagogiques ont réexaminé et réinstallé l'alignement pédagogique pour l’ensemble de leurs cours, en veillant à ce que les objectifs, les activités d'apprentissage et les évaluations soient en harmonie. Cette démarche assure que ce qui est enseigné correspond à ce qui est évalué, garantissant ainsi une formation cohérente et transparente pour les étudiants. Parallèlement, les référentiels de compétences pour les diplômes de chimie sont continuellement révisés, pour assurer qu'ils reflètent les besoins du marché du travail et les dernières avancées dans le domaine.

Interdisciplinarité et ouverture sur la société

Nous avons approfondi les liens avec les autres sciences naturelles en intégrant des thématiques transversales dans nos cours, favorisant ainsi une approche interdisciplinaire de l'enseignement de la chimie. Nos programmes sont conçus pour sensibiliser les étudiants aux enjeux citoyens contemporains et pour leur permettre de comprendre les connexions entre la chimie et d'autres disciplines scientifiques. De plus, nous facilitons les interactions avec la société civile et les partenaires extérieurs en offrant des stages de recherche et en accueillant régulièrement des visites de laboratoire pour les élèves du secondaire et leurs enseignants.

Préparation à la vie professionnelle

Grâce à cette approche innovante de l'enseignement, les diplômés du Département de Chimie de l’UNamur sont prêts à relever les défis de la vie professionnelle ou à poursuivre leur formation. Ils sont équipés des compétences techniques, analytiques et collaboratives nécessaires pour réussir dans un large éventail de domaines professionnels, faisant ainsi de notre département un choix de premier plan pour les étudiants passionnés par la chimie et désireux de se lancer dans une carrière scientifique enrichissante.

• 5 Unités de recherche
• 10 Laboratoires
• 130 étudiants dans les 3 cycles
• 17 Académiques et logisticiens de recherche
• 95 scientifiques
• 11 membres du personnel Administratif, technique et de gestion
• 906 Diplômes de 2ème cycle délivrés depuis sa création et 266 diplômes de 3ème cycle