Conception de nouveaux matériaux pour la radio astronomie

Pourriez-vous vous présenter brièvement et nous parler de votre parcours universitaire et professionnel depuis votre intégration au programme « 100 PhDs for Africa » ?
Je suis chercheur, enseignant et doctorant sud-africain à l’université de Pretoria. Avant de commencer mon doctorat, j’ai obtenu une licence en génie électronique, une licence avec mention en génie microélectronique et un master en génie microélectronique à l’université de Pretoria. Au cours de mes études, j’ai effectué un stage de recherche à l’Institut de technologie de Karlsruhe, en Allemagne. J’ai également occupé un poste d’assistant à l’université de Pretoria pendant la seconde moitié de la dernière décennie.

Qu’est-ce qui vous a motivé à postuler au programme « 100 PhDs for Africa », et qu’espériez-vous retirer de cette expérience ?
La connaissance, outre le temps, est probablement la monnaie la plus précieuse dont un être humain puisse disposer. Au cours d’un séjour de recherche en Allemagne, j’avais pris conscience qu’un doctorat européen reviendrait à récolter les connaissances que j’avais acquises en Afrique et à dépenser cette monnaie dans une université européenne. C’est à ce moment-là que j’ai vu l’annonce du programme EXAF « 100 doctorats pour l’Afrique » et qu’il m’est immédiatement apparu comme une opportunité de mettre mes connaissances au service de l’Afrique, sans pour autant dissocier la recherche de la communauté internationale. En effet, ce programme offrait des possibilités d’échange et de collaboration internationale à un tel point que toute propriété intellectuelle développée serait soit détenue conjointement, soit, mieux encore, publiée en libre accès afin que le monde entier puisse avoir accès aux connaissances que nous créons ensemble. Le programme s’est immédiatement imposé comme un véritable projet collaboratif entre l’Afrique du Sud et la Suisse.

Recherche et doctorat

Pourriez-vous nous parler de votre thèse de doctorat d’une manière accessible à un non-spécialiste ? À quelle question cherchiez-vous à répondre, et en quoi est-ce important ?
L’Afrique du Sud est un leader mondial en radioastronomie et il existe un besoin massif de technologies développées localement pour répondre à cette demande, ainsi que de technologies similaires dans les communications 5G et 6G. Les plus curieux se souviendront que les câbles de télévision par câble comportaient autrefois un fil métallique recouvert d’une épaisse couche de téflon, puis d’une autre couche métallique. L’onde électromagnétique circulant dans le fil traversait ce remplissage en téflon pour acheminer la télévision jusqu’à votre domicile. Ce principe s’applique à la plupart des ondes électromagnétiques et à leurs applications dans les communications ou la radioastronomie : nous pouvons faire propager une onde à travers un matériau en fonction des propriétés de ce dernier. À l’instar des verres de lunettes qui courbent la lumière, nous pouvons obtenir des effets similaires avec les ondes électromagnétiques dans des matériaux diélectriques et obtenir des résultats fascinants. La collaboration avec l’EPFL s’articule autour du développement de nouveaux matériaux prometteurs pour ces cas d’utilisation intéressants. Ce doctorat porte sur l’étude de matériaux exotiques imprimables en 3D afin de pouvoir fabriquer des dispositifs micro-ondes complexes utilisés en radioastronomie et dans les communications. L’impression 3D permet de fabriquer des géométries jusqu’alors inimaginables, tout en facilitant le prototypage et les essais rapides. Ce travail ne se concentre pas uniquement sur les matériaux diélectriques imprimables en 3D, mais également sur les matériaux ferrimagnétiques pouvant servir à la conception d’isolateurs pour des équipements de mesure sensibles. En bref : il s’agit de matériaux accessibles, peu coûteux et faciles à prototyper pour la conception avancée de dispositifs hyperfréquences.

Quels ont été les principaux défis que vous avez rencontrés au cours de votre doctorat, et comment les avez-vous surmontés ?
En Afrique du Sud, un doctorat n’est pas un poste rémunéré, mais un diplôme que l’on finance soi-même. Le financement a constitué le principal défi (comme pour la plupart des doctorants sud-africains), mais celui-ci a été largement surmonté grâce à l’octroi de la bourse « EXAF 100 PhDs for Africa ».

Vous avez travaillé sous la supervision conjointe d’une université africaine et de l’EPFL. Qu’est-ce que cette collaboration a apporté à vos recherches et à votre développement en tant que chercheur ?
De par la nature même du projet, les deux équipes sont spécialisées dans des domaines totalement divergents (l’ingénierie des micro-ondes à l’université de Pretoria et les matériaux à l’EPFL). Cette collaboration a constitué une exploration très intéressante de l’intersection entre ces domaines. C’est très stimulant de travailler sur un projet interdisciplinaire à la croisée de domaines très différents.

Expérience à l’EPFL et en Suisse

Vous avez également passé du temps à l’EPFL et en Suisse pendant votre doctorat. Qu’est-ce que ces séjours vous ont apporté, tant sur le plan académique que personnel ?
L’EPFL est une université de premier plan qui offre un accès à des technologies et à des infrastructures permettant d’accélérer la recherche et d’avoir un aperçu très intéressant de la recherche bien financée dans un environnement international.

Avez-vous un souvenir mémorable, amusant ou inattendu de votre séjour en Suisse que vous aimeriez partager ?
J’ai assisté à une « Desalpe » dans les villages et j’ai été très amusée par les vaches suisses couronnées de fleurs ! Heidi ne mentait pas, cet endroit est formidable.

Quels sont vos projets pour la prochaine étape de votre carrière, et comment espérez-vous contribuer à la recherche en Afrique ?
Je suis actuellement maître de conférences à l’université de Pretoria, en Afrique du Sud, et j’ai l’intention de conserver ce poste tout en visant une chaire de professeur, afin de pouvoir poursuivre mes recherches et former la prochaine génération d’ingénieurs africains.

Si vous deviez donner un conseil à un jeune chercheur africain qui envisage de postuler au programme « 100 doctorats pour l’Afrique », que lui diriez-vous ?
Le programme a rencontré de nombreux défis à ses débuts, mais il est désormais géré par une équipe très compétente et attentionnée. Le financement est satisfaisant et bien géré. L’équipe est prête à se mettre en quatre pour vous, même face à la bureaucratie suisse (à laquelle il faut s’habituer).