The energy demand of buildings can be significantly reduced by integrating energy-efficient technologies that limit overall energy consumption. Smart windows are devices capable of dynamically controlling indoor luminosity and temperature in response to external factors such as weather conditions, seasonal variations, or user preferences. Among the various materials and formulations investigated, electrochromic materials—characterized by their ability to reversibly switch between optical states upon the application of an electric potential—have been extensively studied for smart-window applications. In this work, the mechanisms governing the optical activity of such materials are discussed, with particular emphasis on dual-band formulations, which enable the dynamic and independent control of light and heat supplied to buildings, respectively related to transmitted visible (VIS) and near-infrared (NIR) solar radiation. Finally, the main results of the author’s thesis are presented, highlighting the dual-band electrochromic behavior of a distinctive molybdenum–tungsten mixed oxide formulation, whose potential for this application had never been investigated before, to the best of our knowledge.
As the demand for sustainable material solutions to address climate change intensifies, the development of energy-efficient materials has become a major focus of research. Transparent conducting materials play a central role in this effort, with silver nanowire networks emerging as promising candidates thanks to their flexibility and low material consumption. In this study, we introduce fundamental concepts from percolation theory to investigate the complex behavior of these intrinsically disordered, nanoscale systems. We then present the original concept of bridge percolation, a novel mechanism by which sparse nanowires restore conductivity across fractured thin films. Using high-performance computing, we validate a predictive, parameter-free model that captures this phenomenon and reveals the potential for ultra-low material use. This work offers both theoretical insight and practical pathways toward next-generation, sustainable transparent materials.
Les prix de la neuvième période de la Fondation du 150e anniversaire de la Société Royale des Sciences de Liège seront attribués à des chercheurs belges ou étrangers titulaires d’un diplôme de troisième cycle depuis moins de cinq ans au 30 novembre 2025 et qui se sont distingués dans une des disciplines suivantes : Sciences biologiques, Sciences mathématiques, Sciences physiques, Sciences chimiques.Le règlement a été mis à jour. Le texte révisé et sa traduction en anglais ont été approuvés par le Conseil de la Faculté des Sciences le 5 septembre 2025 et par le Conseil d’Administration de l’Université le 17 septembre 2025. Ils sont réimprimés ici.
Comme toutes les occurrences Pb–Cu situées sur le bord sud du synclinorium de Dinant, le gisement d’Ambly présente une minéralogie variée comportant 25 espèces, dont certaines peu fréquentes pour la Belgique. On y a notamment identifié le cuivre natif, la rosasite, la tétraédrite-(Zn) et la mimétite. En Belgique, cet arséniate n’a été identifié que dans les roches cambro–ordoviciennes du Massif de Stavelot, ainsi que dans les roches du Dévonien inférieur de l’Ardenne. Sa découverte dans les calcaires du Dévonien moyen (Givétien) méritait donc d’être signalée. Alors que la partie nord du filon ne renferme que de la galène, la partie sud se caractérise également par la présence d’une brèche siliceuse minéralisée en chalcopyrite. Une comparaison minéralogique avec d’autres filons de la région est également présentée.
Le dialogue entre la science et l’art est de nature à favoriser un enrichissement mutuel entre deux domaines souvent perçus comme peu conciliables voire complètement distincts. En stimulant l’imagination du chercheur et en offrant à l’artiste de nouvelles matières et de nouveaux phénomènes à explorer, cette interaction peut dès lors ouvrir la voie à des formes inédites de création, via la mise en œuvre d’un espace propice aux échanges interpersonnels. Le propos de la présente contribution s’inscrit dans cette perspective, en s’appuyant sur les expériences issues de deux collaborations menées au sein de la plateforme de recherche en nanomatériaux et nanofabrication de la Faculté des Sciences de l’Université de Liège avec, d’une part, une artiste plasticienne, d’autre part, un collectif d’étudiants en composition musicale du Conservatoire royal de Liège. La réalisation de ces projets, facilitée par un environnement institutionnel favorable, montre en quoi l’échange de points de vue entre chercheurs et artistes peut constituer, au-delà des aspects sémantiques, un véritable moteur de créativité et d’innovation méthodologique. Ainsi, les résidences et rencontres organisées ont permis aux artistes de s’approprier les nanostructures, motifs et dispositifs observés au travers des microscopes et de les interpréter en tant qu’éléments tactiles, visuels ou sonores. Réciproquement, les chercheurs ont trouvé, au fil des entretiens avec les artistes, des opportunités pour s’ouvrir à d’autres manières d’expliquer et de vulgariser leur sujet de recherche, et pour élaborer un espace susceptible d’inspirer des expérimentations originales. Ces collaborations mettent ainsi en lumière la capacité des arts à stimuler la communication et la pratique scientifiques, et celle des sciences à offrir aux artistes un champ d’exploration dédié, tel que celui d’un laboratoire de recherche en physique expérimentale des nanomatériaux. Ce constat permet de souligner le potentiel du dialogue direct entre arts et sciences à atténuer les clivages épistémologiques traditionnels entre domaines et à encourager la mise en place d’environnements de collaboration interdisciplinaire. Enfin, les expériences rapportées dans cette communication suggèrent que le cadre institutionnel de l’université joue un rôle substantiel dans la démarche de médiation scientifique vis-à-vis des artistes impliqués.
The Paint like an Egyptian project aims to advance our understanding of ancient Egyptian painting techniques through a systematic, non-invasive analysis of wall paintings in the Valley of the Kings. Combining high-resolution imaging, spectroscopy, and microscopy, the project seeks to identify materials, application methods, and degradation processes associated with the painted decorations of royal tombs. These investigations are conducted in situ using portable instruments, in accordance with Egyptian regulations that prohibit sampling and prohibit object removal. The research is both analytical and conservation-driven: it aims to reconstruct the practices of ancient painters, examine pigment choices and layering techniques, and assess the condition and stability of the artworks. To this end, the study integrates multi-scale imaging from 3D photogrammetry of entire tomb chambers to microscopic surface examination.
Les scientifiques et les artistes sont mus par le désir commun de lire le monde, de le raconter et de le recréer. Les artistes comprennent intuitivement les formes et motifs à travers la perception et l’émotion humaine, tandis que les scientifiques analysent ces mêmes structures de manière systématique pour en révéler les mécanismes sous-jacents.Dans cet exposé interactif, nous ferons état d’un projet à long terme d’exploration collaborative des interactions entre artistes, mathématicien·nes et le public. À l’occasion de différents événements culturels à travers le monde (dont deux expositions universelles), des milliers de personnes ont contribué à enrichir une base de données de dessins de courbes. Nous illustrerons comment les mathématiques peuvent contribuer à structurer et explorer ces données, et comment des artistes peuvent s’en emparer pour composer des œuvres musicales. Nous défendrons également l’idée que ces rencontres entre art et mathématiques, par les émotions qu’elles suscitent, peuvent transformer le regard du public sur une discipline scientifique trop souvent perçue, à tort, comme dépourvue de créativité et de sensibilité.
La question du Temps et de son écoulement est complexe en science, elle repose sur des principes – causalité, entropie – constitutifs des théories physiques mais non expliquée par elles. Parfois les modèles mettent en œuvre la notion de mémoire qui à elle seule oriente le Temps, ou encore l’écoulement du Temps est-il introduit par la sémantique, le mot initial supposant un début mais pas la direction du futur et du passé symétrique dans les problèmes réversibles.Je montrerai par une large série d’installations artistiques comment des recherches créations en arts & sciences permettent d’interroger la nature même du Temps, de notre rapport avec lui, de rendre tangibles et sensibles les concepts de Causalité, Déterminisme, Réversibilité, Irréversibilité.
Cette étude explore l’apport de l’archéométrie à l’analyse de l’architecture du haut Moyen Âge, dont les vestiges demeurent souvent fragmentaires. Trois sites emblématiques ont été examinés. À Chèvremont (Belgique), les prospections GPR ont révélé des structures inédites et permis de réévaluer l’organisation d’un complexe architectural. À Amay (Belgique), de nouvelles datations radiocarbone révisent la chronologie des édifices religieux, mettant en évidence une première église dès la fin du Ve siècle. À Germigny-des-Prés (France), les analyses PXRF et LA-ICP-MS des mosaïques carolingiennes montrent la diversité des recettes de verre employées et l’existence probable de plusieurs ateliers, tandis que les cubes dorés et argentés révèlent une production spécifique au chantier. L’ensemble de ces résultats souligne l’importance de l’archéométrie pour restituer l’apparence, la chronologie et le fonctionnement des architectures carolingiennes, révélant une période plus riche que ne le laissent supposer les vestiges conservés.
Le filon de Fournial (Molèdes, Cantal) est décrit comme un gîte télescopé, car on y observe des associations d’espèces minérales de haute et de basse température. Très pyriteux, il renferme aussi de nombreuses espèces de sulfures et sulfo-antimoniures d’argent, dont la très rare hocartite, initialement appelée « stannite argentifère ». Nous avons échantillonné dans le stock de minerai laissé en place afin de réexaminer cette minéralogie et l’observation des nombreuses sections polies que nous avons réalisées a confirmé qu’il s’agit bien d’un minerai très complexe. Nous n’avons malheureusement pas pu retrouver toutes les espèces déjà signalées. Par contre, nous avons pu identifier 20 espèces supergènes qui se sont formées par altération météorique du minerai, ce qui porte à plus de cinquante le nombre d’espèces minérales présentes dans ce gisement.
The Rocourt Tephra (RT) is a pyroclastic fallout deposit that was discovered in Belgium three-quarters of a century ago. Since then, the search for its source volcano has been in vain. Recently, however, two volcanoes of the West Eifel Volcanic Field have been put forward, namely the Dreiser Weiher and the Pulvermaar, but it has been shown by the geochemical fingerprints of associated pyroxenes that neither of them is compatible with the RT (Juvigné et al., 2024, DOI: 10.1007/s00445-024-01756-2). We present here additional arguments that support this conclusion. They arise from the comparison of volcanic mafic mineral associations of the RT and the Dreiser Weiher and Pulvermaar tephras. Furthermore, details of the stratigraphic study that led to the age estimate of between 70 and 80 ka for RT are reported, in order to widen the scope for determining the ages of volcanoes or tephras in the Eifel Volcanic Field (or elsewhere).
High-Mass X-ray Binaries (HMXBs) are important for the study of the evolution of massive stars, the formation of compact objects such as black holes (BH) and neutron stars (NS), and the binary evolution processes that govern these systems. Moreover, HMXBs are crucial for understanding the accretion processes responsible for X-ray emission and are also potential progenitors of gravitational wave (GW) sources. In this study, we explore the population of HMXBs within simulated MW/M31-like galaxies by employing the IllustrisTNG50 hydrodynamical simulation in combination with the SEVN population synthesis code. We populate these galaxies with HMXBs by selecting stellar particles based on spatial location, metallicity, and age, accounting for the effects of varying metallicities and binary evolution processes. Our results indicate that the number and luminosity of HMXBs are significantly influenced by metallicity, confirming previous findings. Furthermore, we reproduce the expected slopes of the X-ray luminosity function (XLF), as well as the orbital parameters and masses of these systems, finding that the power-law slope α of the XLF is within the observed range and consistent with Galactic observational data.
We use a new overset dual spherical grid system to evolve the circumstellar gas flow in the High-Mass X-Ray Binary Vela X-1 to investigate the gravitational capture of the donor star’s wind and subsequent accretion onto the neutron star companion. For a fast, relatively undistorted stellar wind (small filling factor) we find results consistent with classical Hoyle–Lyttleton accretion with the formation of a steady, nearly axisymmetric bow shock. For models with a filling factor near unity, the mass transfer is dominated by a tidal stream feeding into a thin accretion disk. Finally, for slow winds without Roche Lobe Overflow we find the formation of a wind bow shock but with enough post shock angular momentum to form a thin, stable accretion disk.
The properties of binaries hosting a Wolf–Rayet star and a compact object (black hole or neutron star) suggest that such systems could be the progenitors of binary compact objects merging via gravitational wave emission. We used the population-synthesis code SEVN to explore this possibility and account for current uncertainties in theoretical models. According to our simulations, most (more than about 83%) binary compact object mergers were once compact objects with Wolf–Rayet companions. Binaries like Cyg X-3, the only candidate hosting a Wolf–Rayet and a compact object observed in the Milky Way, are more likely (approximately 70%–100%) to become binary compact object mergers if they host a black hole. This work indicates that further characterization of systems like Cyg X-3 can unveil the formation mechanisms of binary compact object mergers.
Be stars are usually thought to be born in binary interactions. The presence of the companion has been proposed to play a role in the peculiar X-ray emission recorded for a subgroup of Be stars called the γ Cas analogs. In this contribution, we report on a multiwavelength investigation of one of them, the Be binary ζ Tau. Using data from TESS, Chandra, SRG/eROSITA, and XMM-Newton, we derive the high-energy properties as a function of time and orbital phase. The results are then used to test the proposed γ Cas models.
Low-metallicity Wolf–Rayet (WR) populations, such as the one of the Small Magellanic Cloud (SMC), are expected to be slightly influenced by metallicity-dependent effects, such as envelope inflation, which typically positions stars at cooler temperatures. Consequently, these populations should be easier to understand from a theoretical point of view. Yet, the observed bimodal temperature distribution of WR stars in the SMC cannot be explained by existing single-star or binary evolution models. To better understand the observed temperature distribution of WR stars in the SMC, the role of the evolutionary secondary and its response to mass transfer is studied here in detail. To achieve this, I calculated a small grid of binary evolution models at the SMC metallicity, that follows the evolution of both the primary and secondary stars in detail. The analysis of the new binary evolution models suggests that hot (T ≈ 100 kK), hydrogen-poor WN-type stars are the descendants of “ordinary” primary stars or secondaries that have accreted less than a few percent of their initial mass. In contrast, moderate-temperature (T ≈ 50 kK) WN stars can emerge through two channels: (i) as former accretors that underwent rejuvenation, altering their interior structure and leading to higher surface oxygen abundances (XO = 20×10−5) after mass-transfer, or (ii) as luminous stars experiencing envelope inflation, that exhibit surface oxygen abundances in accordance with the CNO-equilibrium value (XO = 2×10−5). The first observational evidence supporting this hypothesis comes from the WR star SMC AB 4, whose optical spectra can only be explained with a stellar atmosphere model having a surface oxygen abundance one order of magnitude higher than the CNO-equilibrium value. Following the binary evolution models, secondary stars that have accreted mass relatively conservatively and, thus, got rejuvenated will evolve at low metallicity into WN stars with moderate temperatures and should be accompanied by a compact object. This would imply that the WN-type star SMC AB 4 should have a so far unseen compact companion. Future spectroscopic surveys focusing on surface oxygen abundances and multiplicity among SMC WR stars are key to further understanding massive star evolution and the role of binarity in forming WR stars in low-metallicity environments.
