Portrait de Steve Ndengue "Senior Lecturer" à l'ICTP-EAIFR au Rwanda

Pouvez-vous vous présenter en 2 min ?

Je me nomme Steve Ndengue. Je suis ‘Senior Lecturer’ à l’ICTP-East African Institute for Fundamental Research, un institut de physique, basé à Kigali au Rwanda et affilié à l’Université du Rwanda. C'est un institut partenaire de l’ICTP (International Center for Theoretical Physics) basé en Italie. Je travaille globalement sur le thème de la matière condensée mais spécifiquement je m’intéresse à la dynamique quantique moléculaire. J’ai une thèse de physique de l’Université de Grenoble (France) et j’ai également effectué des études postdoctorales au Missouri University of Science and Technology (Etats-Unis) après avoir été pendant quelques temps enseignant-chercheur à l’Université de Douala (Cameroun).

Pouvez-vous nous présenter la collaboration scientifique que vous souhaitez mener à travers le programme JFD ?

Dans le cadre du programme JFD, nous comptons effectuer un projet qui concerne la photocatalyse : des processus de catalyse initiés par un rayonnement. Nous souhaitons nous intéresser plus précisément à la séparation photocatalytique de l’eau, un processus potentiellement important pour la production de l’hydrogène notamment et donc ayant des applications environnementales et énergétiques.

Comment comptez-vous faire ?

Notre approche se veut sensiblement différente de ce qui a été effectué jusqu’ici. La molécule intéressante ici est la molécule d’eau qui à cause d'atomes hydrogènes, présente un caractère quantique marqué qui influe sur ses propriétés macroscopiques. Nous voulons donc effectuer un traitement quantique aussi précis que possible du processus de photocatalyse en « observant » numériquement le processus du point de vue d’une molécule d’eau qui se trouve dans un environnement (solvant) constitué d’autres molécules d’eau et d'un catalyseur. Nous essaierons ainsi de suivre le processus de catalyse de ce point de vue. En parallèle, nous tâcherons d’étudier le processus global avec une approche de dynamique moléculaire en incluant également les effets quantiques, toujours en intégrant le solvant. Le but est d’apprendre de ces vues concurrentes du processus et d’en tirer des conclusions qui pourraient être utilisées pour d’autres catalyseurs et pourraient aussi nous en apprendre plus sur la séparation photocatalytique de l’eau.

Pourquoi avoir présenté un projet de collaboration avec un chercheur de l’EPFL ?

L’EPFL est une école de renommée mondiale et le « co-PI » de ce projet (Prof. Nicola Marzari) a notamment une renommée et une expertise mondiale dans le domaine de la matière condensée et plus spécifiquement dans les calculs de structure électronique. Son apport et son expertise, de même que celle de son équipe, sur certains aspects du projet tel que le choix de la méthode adéquate de calcul de l’interaction électronique seront déterminantes dans différentes composantes du projet.

Est-ce la première fois que vous collaborez avec une université européenne en tant que professeur à l'EAIFR ?

Ce n’est pas la première fois que je collabore en tant que chercheur de l’EAIFR avec une université européenne : j’ai en ce moment des projets de recherche connexes en cours avec des chercheurs en France et en Allemagne.

Quel est le challenge scientifique à relever par votre sujet de recherche ?

Pour ce projet nous avons de nombreux challenges. L’un des principaux sera de pouvoir décrire avec une grande fidélité l’interaction électronique, en particulier pour la caractérisation de processus de dynamique moléculaire. Par la suite un des futurs challenges sera soit de concevoir, soit de convenablement adapter des approches de dynamique moléculaire quantique pour résoudre la seconde partie du problème.

Comment comptez-vous faire ?

Nous avons différentes idées que nous explorons déjà. D’une part, comme mentionné plus haut, nous envisageons d'utiliser des méthodes de calculs développées dans le groupe de Nicola Marzari pour ce projet et de les combiner avec du «machine learning» pour la représentation fidèle de l’interaction électronique pour les calculs de dynamique moléculaire. Nous travaillons également sur des approches nouvelles de dynamique quantique pour la caractérisation des processus à grande dimension : nous comptons appliquer celles-ci à cette étude en temps voulu.

En quoi cette collaboration va aider à relever le challenge scientifique décrit à la question précédente ?

Comme mentionné plus haut, nous espérons profiter de l’expertise acquise dans l’équipe du partenaire à l'EPFL pour résoudre certaines questions sur l’interaction électronique qui est usuellement l’un des aspects les plus importants du travail. De ce fait l’apport de l’équipe à l'EPFL sera essentielle.

Que signifie l’excellence pour vous ?

L' excellence, pour moi, se réfère à ce qui est au-dessus du lot. En pratique et dans le contexte de ce programme, je veux l’associer à l’idée de réaliser et accomplir des travaux de recherche originaux qui se démarquent des autres.