L’institut NISM fédère les activités de recherche des départements de chimie et de physique de l’Université de Namur. Les recherches au sein de l'institut 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.

Les chercheurs et chercheuses de l’institut ont une expertise reconnue dans le domaine de la synthèse et de la fonctionnalisation de systèmes moléculaires et de matériaux innovants, de 0 à 3 dimensions. Ils et elles développent des outils de modélisation analytique et numérique pour la conception rationnelle de molécules et (nano)-matériaux ayant des architectures spécifiques qui confèrent des propriétés finales fonctionnelles.

Logo institut de recherche NISM

Ils s’appuient d’un parc technologique de techniques expérimentales avancées pour l'étude des propriétés, chimiques et physiques, de ces systèmes à l’échelle micro- et nanométrique. Les recherches menées au sein de l’institut s’inscrivent dans le domaine de la recherche tant fondamentale, visant à la compréhension et la prédiction des propriétés de la matière structurée, qu’appliquée, ayant pour objectif le développement de matériaux et dispositifs fonctionnels.

Les axes de recherche de NISM sont actuellement regroupés en quatre pôles, dont les périmètres sont flexibles, à l’image de la transdisciplinarité des thématiques de recherche et de la dynamique collaborative entre pôles.  

Chaque pôle est représenté par un(e) scientifique définitif(ve) et un(e) scientifique non-définitif(ve) qui, ensemble aux président(e) et vice-président(e) de l’institut, forment le bureau de l’institut.

Les pôles de recherche de NISM

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Calcul à haute performance - Modélisation multi-échelle (HPC-MM)

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Matérieaux structurés fonctionnels (FSM)

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Optique non linéaire et photonique (NOP)

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Surfaces, interfaces et nanostructures de carbone (SCIN)

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À la une

Actualités

21 nouveaux financements F.R.S.-FNRS pour la recherche à l’UNamur

Institution

Le F.R.S.-FNRS vient de publier les résultats de ses différents appels 2024. Appels équipement, crédits et projets de recherche, bourses de doctorat FRIA et Mandant d’Impulsion Scientifique (MIS), les instruments sont nombreux pour soutenir la recherche fondamentale. Découvrez les résultats de l’UNamur en détail.

Deux chercheurs dans un laboratoire

L’appel « crédits et projets de recherche » a permis d’obtenir 14 financements pour de nouveaux projets ambitieux. Parmi ceux-ci, notons deux financements « équipement », cinq financements « crédits de recherche (CDR) », sept financements « projets de recherche (PDR) » dont un en collaboration avec « l’University of Applied Sciences and Arts of Western Switzerland ». L’appel de soutien à la recherche doctorale FRIA financera 6 bourses de doctorat.  

Un prestigieux Mandat d’Impulsion Scientifique (MIS) a également été obtenu.  Ce financement de 3 ans permet de soutenir de jeunes chercheurs permanents désireux de développer un programme de recherche original et novateur en acquérant leur autonomie scientifique au sein de leur département. 

Les résultats en détail

Appel Equipement 

  • Max Collinet, Institut ILEE
  • Catherine Michaux, avec Stéphane Vincent et Guillaume Berionni, co-promoteurs, Institut NISM

Appel Crédits de recherche (CDR)

  • Thierry Arnould, Institut NARILIS
  • Thomas Balligand, Département de Médecine 
  • Danielle Leenaerts, Institut PaTHs
  • Denis Saint-Amand, Institut NaLTT
  • Elio Tuci, Institut NADI

Appel Projets de recherche (PDR)

  • Nathalie Burnay, en collaboration avec « l’University of Applied Sciences and Arts of Western Switzerland », Institut Transitions (Sous réserve de l’acceptation du SNSF Suisse)
  • Catherine Guirkinger, Institut DEFIPP, co-promoteur en collaboration avec l’UCLouvain 
  • Luca Fusaro, Institut NISM
  • Laurence Meurant, Institut NaLTT
  • René Preys, Institut PaTHs
  • Stéphane Vincent, Institut NISM, co-promoteur en collaboration avec l’UCLouvain
  • Johan Wouters, Institut NISM, co-promoteur en collaboration avec l’UCLouvain

Fonds pour la formation à la Recherche dans l’Industrie et dans l’Agriculture (FRIA)

  • Alix Buridant - Promoteur : Henri-François Renard, Institut NARILIS ; Co-promoteur : Medical University of Innsbruck, Innsbruck - Autriche -
  • Constance De Maere d’Aertrycke - Promoteur Nicolas Gillet, Institut NARILIS
  • Noah Deveaux - Promoteur : Benoît Champagne, Institut NISM
  • Nicolas Dricot - Promotrice : Muriel Lepère, Institut NISM ; Co-promoteur : Bastien Vispoel, Institut NISM et Université Grenoble Alpes
  • Laurie Marchal - Promoteur Thierry Arnould.  Co-promotrice : Patricia Renard.  Institut NARILIS
  • Léa Poskin - Promotrice : Catherine Michaux, Institut NISM ; Co-promoteur : Jean-Pierre Gillet, Institut NARILIS

 Mandat d’Impulsion Scientifique (MIS)

  • Arthur Borriello, Institut Transitions

Félicitations à tous et toutes !

Les missions du F.R.S.-FNRS

Le Fonds de la Recherche Scientifique - FNRS a pour mission de développer la recherche scientifique fondamentale dans le cadre d’initiatives présentées par les chercheurs. Il favorise la production et le développement des connaissances en soutenant, d’une part, les chercheurs à titre individuel et en finançant, d’autre part, des programmes de recherche poursuivis au sein des laboratoires et services situés principalement dans les universités de la Fédération Wallonie-Bruxelles.

Fondé sur le seul critère de l’excellence scientifique, le soutien financier du F.R.S.-FNRS s’exerce selon plusieurs modalités. De nombreux appels à financement sont lancés chaque année pour soutenir la recherche fondamentale à tous les niveaux de carrière des chercheurs.

Nos chercheurs dans la « World's Top 2% Scientists list »

Ranking

L’Université de Stanford a publié un classement prestigieux qui met en lumière les chercheurs les plus influents dans un large éventail de domaines scientifiques. Cette liste, établie sur base de critères bibliographiques, vise à fournir un moyen normalisé d'identifier les leaders scientifiques mondiaux. Il s’agit d’un critère parmi d’autres permettant d’évaluer la qualité de la recherche scientifique. Douze chercheurs de l’Université de Namur en font partie !

Top 2% scientists

Cette liste, créée par l'Université de Stanford et publiée en août 2024 est compilée en collaboration avec le laboratoire ICST d’Elsevier à partir de données Scopus, vise à fournir un moyen normalisé d'identifier les meilleurs scientifiques du monde et de reconnaître les scientifiques qui ont eu un impact significatif sur leurs domaines respectifs.

Bien que cette liste ait été adoptée par de nombreuses institutions comme une mesure fiable de l'impact de la recherche, elle n’est pas l’unique moyen d’évaluer la recherche.  Se basant strictement sur des données bibliométriques, elle fait aussi l’objet de critiques. 

Depuis septembre 2023, l’Université de Namur renforce d’ailleurs son engagement pour la mise en place d’une réforme de l’évaluation de la recherche avec la signature de l’accord « Coalition for Advancing Research Assessment (CoARA) »

Cet accord engage l’institution à respecter une série de principes, notamment une prise en compte de la diversité des carrières et de la mise en valeur de critères qualitatifs de la recherche au lieu de se baser uniquement sur des données bibliométriques (donc quantitatives). 

Les chercheurs de l’Université de Namur mis à l’honneur

La liste est mise à jour chaque année, avec des données sur l'ensemble de la carrière et des impacts sur une seule année, dans un souci de transparence et de pertinence. 

Les critères de mesure utilisés

Une variété de mesures bibliométriques sont prises en compte afin de garantir une représentation juste et équilibrée des travaux des chercheurs. 

  • Le C-score : ce score composite est basé sur divers facteurs bibliométriques, notamment le nombre total de citations. 
  • Le h-index : cet indicateur d’impact prend en compte le nombre de publications d’un chercheur ainsi que le nombre de leurs citations.
  • Les percentiles des domaines et sous-domaines : les scientifiques sont classés en 22 grands domaines et 176 sous-domaines. Seuls ceux qui se classent dans les 2 % supérieurs de leur sous-domaine sont pris en compte. 
  • L’impact sur l'ensemble de la carrière ou sur une seule année : le classement est disponible à la fois pour l'impact sur l'ensemble de la carrière et pour les performances sur une seule année, ce qui permet de mieux comprendre la contribution à long terme et les réalisations récentes.

L’excellence de la recherche

Figurer parmi ces 2 % de scientifiques les plus performants est une donc reconnaissance prestigieuse de la contribution d'une personne à la science et démontre l'excellence de sa recherche, renforçant sa réputation dans le monde universitaire et dans l'industrie. 

Le classement offre une visibilité dans toutes les disciplines, attirant l'attention sur des travaux qui, autrement, pourraient rester dans une niche ou être sous-appréciés. Il sert également de point de référence aux institutions et aux gouvernements pour évaluer l'influence de leurs programmes de recherche.

De nombreuses institutions utilisent ce classement pour mesurer le succès de leur faculté, ou autre entité, ce qui peut aussi renforcer la crédibilité au sein de la communauté universitaire.

Cette liste encourage les scientifiques à se concentrer sur la production d'une recherche de haute qualité et ayant un impact plutôt que sur la recherche de la quantité.

En compilant des données provenant de tous les domaines scientifiques et en proposant une approche équitable, basée sur des mesures, ce classement ne célèbre pas seulement les réalisations individuelles, mais souligne aussi l'importance d'une recherche ayant un impact sur l'avancement des connaissances.  Il reste pourtant à nuancer, puisqu’il ne tient compte que de données quantitatives, qui ne sont pas forcément représentatives de toute la diversité de la recherche.

D'après une autre base de données, celle de l'UNESCO, le nombre de chercheurs dans le monde augmenterait de 300 000 par an, atteignant aujourd’hui les 9 millions.  Le Top 2% comporte 200 000 noms dont douze chercheurs de l’Université de Namur.

Félicitation à eux pour leur recherche d’excellence et pour cette reconnaissance mondiale prestigieuse !

ECOBAT : Des matériaux innovants pour challenger les limitations des batteries lithium-ion

Chimie
Durable

ECOBAT est un projet EOS (FNRS/FWO) qui réunit quatre universités : l’UCLouvain, la KULeuven, l’Université de Bonn (Allemagne), ainsi que l’Université de Namur.  Ce consortium mobilise actuellement une vingtaine de chercheurs de tous niveaux (master, doctorants, post-doctorants, promoteurs), dont le docteur Pierre Beaujean, sous la supervision du Professeur Benoît Champagne.

Visuel du projet ECOBAT avec une photo de Pierre Beaujean

Les batteries sont l'une des technologies clés de la transition vers une société zéro impact sur le climat. La plupart de ces batteries nécessitent l’utilisation de métaux assez rares, par exemple, le nickel ou le cobalt. Le processus d'extraction présente des risques environnementaux importants et les conditions de travail des mineurs sont souvent très mauvaises. Par ailleurs, la technologie actuelle des batteries lithium-ion atteint ses limites tant au niveau des performances et de la durée de vie qu’au niveau de la réduction des coûts, tout en dépendant donc de plusieurs matières premières essentielles. 

Le projet ECOBAT

L’objectif du projet « Electrocoordination chemistry of s-block éléments in organic media for future batteries » ECOBAT est de proposer des solutions innovantes de nouveaux matériaux tout en approfondissant la compréhension des mécanismes sous-jacents, tant d'un point de vue expérimental que théorique. Des investigations sont conduites pour utiliser des matériaux à base de carbone, naturels et non polluants.  L’ambition de ce projet est donc de répondre aux limitations actuelles de ces batteries lithium-ion pour ce qui concerne leur capacité énergétique, leur durée de vie, et la disponibilité des matières premières nécessaires à leur fabrication. ECOBAT réunit 5 experts dans le domaine des cathodes organiques à haute performance, de l'utilisation efficace des anodes métalliques, des électrolytes avancés, en combinant des approches de chimie expérimentale et de chimie computationnelle.

EOS - The Excellence of science

Cette recherche fondamentale est financée par le programme Excellence of Science (EOS) par le FNRS et son homologue néerlandophone, le FWO.  Ce programme vise à promouvoir la recherche conjointe entre les chercheurs de la communauté flamande et francophone en finançant des projets communs de recherche fondamentale dans toutes les disciplines scientifiques. 

Logo du programme FNRS-FWO EOS Excellence of science

Dans ce contexte, l’expertise en chimie théorique et computationnelle de Benoît Champagne et Pierre Beaujean permet de simuler ces mécanismes et de les analyser à l’échelle moléculaire. Ces simulations numériques emploient les techniques de la fonctionnelle de la densité (pour caractériser les surfaces) mais également de la dynamique moléculaire ab initio (solution). Elles sont effectuées sur le supercalculateur européen LUMI, le supercalculateur wallon LUCIA, ainsi que sur les clusters du CÉCI et de la plateforme technologique PTCI de l'Université de Namur. Le tout est réalisé dans une approche multidisciplinaire, en étroite collaboration avec des équipes expérimentales (UCLouvain et KULeuven) et d'autres théoriciens (Université de Bonn).

Interrogé dans le cadre du projet au sujet de la manière dont il voit les batteries du futur, Pierre Beaujean explique : 

"La communauté scientifique a presque atteint la capacité théorique des batteries au lithium dans leur conception actuelle. Comme il est peu probable que ces piles au lithium s'améliorent encore, elles ne constitueront pas la technologie de l'avenir. Nous devons changer fondamentalement la nature des batteries, très probablement en choisissant un métal différent. Ce choix impliquera un compromis entre la quantité de charge électrique que nous pouvons stocker et la masse de la batterie.  Il existe de nombreuses possibilités pour les batteries du futur, y compris celles avec des cathodes organiques et polymères, des conceptions sans métal, ou encore des batteries à solution solide.

Le domaine de la technologie des batteries évolue rapidement et je garde l'espoir que celles que nous développons seront meilleures ! 😊"

Pierre Beaujean - Mini CV

Pierre Beaujean est né à Namur, en Belgique. Après avoir obtenu une maîtrise en chimie à l'Université de Namur, il a poursuivi un doctorat au Laboratoire de Chimie Théorique (LCT) de l'Unité de Chimie Physique Théorique et Structurale (UCPTS) sous la direction du Professeur Benoît Champagne. Il est également membre du pôle HPC-MM du Namur Institute of Structured Matter (NISM)

Pendant son doctorat, il a également effectué un bachelier en informatique. Ses recherches actuelles portent sur l'étude de nouvelles batteries à l'aide d'outils de chimie quantique, avec un accent particulier sur la cathode et sur l'interface entre l'anode et l'électrolyte, la couche d'interphase électrolytique solide (SEI), qui est une couche de passivation se formant pendant le processus de charge de la plupart des batteries.

Le projet ECOBAT (#40007515) est financé par le FWO et le FNRS dans le cadre du programme EOS – The Excellence of Science.

Et la lumière sera : l’ambitieux objectif d’Yves Caudano

Physique

Alors qu'il n'est encore qu'un rêve, l'ordinateur quantique fait l'objet d'intenses recherches. Le projet Artémis, financé par l'Union européenne (UE) et auquel participe l'UNamur, ambitionne de mettre au point de nouvelles sources de photons uniques, et ainsi en poser les fondements technologiques. Membre du projet, le physicien Yves Caudano espère, par la même occasion, explorer plus loin les fondements de la physique quantique.  

Yves Caudano, physicien impliqué dans le projet de recherche Artemis

Aussi perfectionnés que soient nos ordinateurs, ces derniers reposent toujours sur la même technologie : l'information y est véhiculée par l'électron, dont la présence correspond au chiffre 1, et l'absence à 0. Cette unité de base est appelée le bit. 

Il existe cependant une autre manière d’encoder l’information. En effet, il est possible d’exploiter les propriétés particulières des particules à l’échelle microscopique, et qui sont définies par la mécanique quantique. En utilisant par exemple des photons, les particules qui composent la lumière, la technologie quantique reposerait alors sur des qubits, bien plus riches que les bits classiques. Un tel changement ouvrirait la voie aux communications quantiques, comme la cryptographie, et la métrologie quantique, qui permet de mesurer avec une très grande précision des grandeurs physiques comme le temps par exemple. 

Cependant, isoler des photons reste aujourd'hui une tâche infiniment complexe. « Avec une source de lumière comme une ampoule, ce sont des millions de milliards de photons qui sont émis en même temps », révèle Yves Caudano, chercheur qualifié FNRS et chargé de cours de physique à l'UNamur. 

Image
Yves Caudano, physicien à l'UNamur

L'objectif du projet Artémis est donc de créer des molécules capables d'émettre de façon contrôlée de la lumière à très basse intensité, c'est-à-dire photon par photon. 

Yves Caudano Chercheur qualifié FNRS et chargé de cours de physique à l'UNamur

À cette fin, les scientifiques prévoient de synthétiser de nouvelles molécules capables d'émettre des photons uniques. « Ces molécules seront associées à des nanostructures métalliques complexes, qui auront à la fois pour but de rendre ces sources fiables, c'est-à-dire capables d'émettre des photons à la demande, mais aussi de s'assurer que les photons seront toujours envoyés dans la même direction », précise le physicien. « L’un des enjeux de ce projet est également de produire des paires de photons, en arrangeant ces molécules dans des cristaux et ainsi créer des conditions optiques particulières. » 

Photons intriqués

Ces paires de photons, que l’on nomme aussi photons intriqués, sont une des propriétés quantiques des particules sur laquelle reposent des systèmes comme la cryptographie quantique.  

Ainsi, un algorithme de cryptographie quantique serait à même de résoudre des problèmes dans un temps record. "Actuellement, la cryptographie qui protège nos communications repose sur la complexité d'un calcul, qu'aucun algorithme connu ne peut résoudre en un temps suffisamment court, résume-t-il. En revanche, il existe un algorithme quantique dont on a montré qu'il serait capable de réaliser ce calcul en un temps raisonnable. Et donc, par exemple, décoder tous les messages actuels encodés de cette manière.

Machines qui sont employées dans le cadre du projet de recherche Artemis

Le rôle de l'UNamur

Pour réussir, Artémis s'appuie sur l'expertise de 10 institutions européennes, et un budget de plus de 3 millions d'euros. Yves Caudano, en tant que physicien quantique, intervient en particulier dans la caractérisation quantique des photons. « Nous allons créer des expériences afin de s'assurer que les molécules émettent effectivement des photons uniques », énonce-t-il. « Puis nous nous pencherons sur les paires de photons émises, afin d'en déterminer toutes les caractéristiques ». 

Ces mesures sont un aspect crucial du projet, car ce sont elles qui montreront que les sources de photons sont fiables, et exploitables par des systèmes technologiques en dehors d'un laboratoire. Mais comme tout ce qui touche à la physique quantique, les difficultés y sont singulières. « En physique classique, le système que l'on étudie est indépendant de son observateur », expose-t-il. « Or, en mécanique quantique, toute mesure détruit également l'état que l'on cherche à observer ». 

Il faudra donc ruser. Or, Yves Caudano est justement un spécialiste de ce qu'on appelle les mesures faibles, capables de ne perturber que légèrement le système étudié. Elles doivent cependant être réalisées un grand nombre de fois pour obtenir une information exploitable. « Grâce à une nouvelle technique, nous avons constaté que ces mesures faibles nous permettaient également d'amplifier des phénomènes extrêmement faibles, que l'on ne voyait pas avant. Cela nous sera extrêmement utile dans la conception des protocoles d'expérience quantique destinés à montrer l'efficacité des sources lumineuses ». 

Le projet, qui durera jusqu'en 2027, n'en est qu'à ses débuts, et les premières molécules sortent seulement des laboratoires. Considéré comme un projet à haut risque, il doit permettre à l'UE de devenir leader dans la course à l'ordinateur quantique. 

Thibaut Grandjean

Trois questions à Yves Caudano

Omalius : Que sont des photons intriqués ? 

Yves Caudano : Prenons l'exemple de la polarisation d'un photon, c'est-à-dire la façon dont son champ électrique va osciller, et que nous allons tenter de caractériser. Cette dernière peut prendre diverses valeurs. Mais lorsque deux photons sont intriqués de manière spécifique, dès le moment où l'on va mesurer la polarisation sur l'un, celle de l'autre lui sera opposée. Un peu comme deux amis qui, quelle que soit la question qu'on leur pose, vont toujours répondre le contraire l'un de l'autre. Cette intrication signifie que cette paire de photons forme un système global, qui n'est pas séparable en deux entités distinctes. 

O. : À quelles questions fondamentales liées à ce projet vous intéressez-vous ? 

Y.C. : Je m'intéresse avant tout à la caractérisation des états quantiques des particules que l'on appelle la tomographie quantique. Les mesures faibles vont nous permettre d'arriver à obtenir directement des informations liées à la nature des particules, au lieu de la méthode habituelle qui n'est qu'une reconstruction a posteriori. C'est un peu comme avoir directement accès aux ingrédients d'un plat, mais en quantité extrêmement réduite, plutôt que d'essayer de deviner en le goûtant.  

O. : Qu'espérez-vous comprendre grâce à cela ? 

Y.C. : Il existe en mécanique quantique des difficultés d'interprétation, voire des paradoxes, avec par exemple des probabilités apparaissant négatives. Nous souhaitons utiliser les résultats des mesures faibles, obtenus ici à l'UNamur, pour mieux comprendre ces questions. 

 

 

ARTEMIS est soutenu par Horizon Europe dans le cadre du programme EIC Path Finder (numéro du grant : 101115149) 

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21 nouveaux financements F.R.S.-FNRS pour la recherche à l’UNamur

Institution

Le F.R.S.-FNRS vient de publier les résultats de ses différents appels 2024. Appels équipement, crédits et projets de recherche, bourses de doctorat FRIA et Mandant d’Impulsion Scientifique (MIS), les instruments sont nombreux pour soutenir la recherche fondamentale. Découvrez les résultats de l’UNamur en détail.

Deux chercheurs dans un laboratoire

L’appel « crédits et projets de recherche » a permis d’obtenir 14 financements pour de nouveaux projets ambitieux. Parmi ceux-ci, notons deux financements « équipement », cinq financements « crédits de recherche (CDR) », sept financements « projets de recherche (PDR) » dont un en collaboration avec « l’University of Applied Sciences and Arts of Western Switzerland ». L’appel de soutien à la recherche doctorale FRIA financera 6 bourses de doctorat.  

Un prestigieux Mandat d’Impulsion Scientifique (MIS) a également été obtenu.  Ce financement de 3 ans permet de soutenir de jeunes chercheurs permanents désireux de développer un programme de recherche original et novateur en acquérant leur autonomie scientifique au sein de leur département. 

Les résultats en détail

Appel Equipement 

  • Max Collinet, Institut ILEE
  • Catherine Michaux, avec Stéphane Vincent et Guillaume Berionni, co-promoteurs, Institut NISM

Appel Crédits de recherche (CDR)

  • Thierry Arnould, Institut NARILIS
  • Thomas Balligand, Département de Médecine 
  • Danielle Leenaerts, Institut PaTHs
  • Denis Saint-Amand, Institut NaLTT
  • Elio Tuci, Institut NADI

Appel Projets de recherche (PDR)

  • Nathalie Burnay, en collaboration avec « l’University of Applied Sciences and Arts of Western Switzerland », Institut Transitions (Sous réserve de l’acceptation du SNSF Suisse)
  • Catherine Guirkinger, Institut DEFIPP, co-promoteur en collaboration avec l’UCLouvain 
  • Luca Fusaro, Institut NISM
  • Laurence Meurant, Institut NaLTT
  • René Preys, Institut PaTHs
  • Stéphane Vincent, Institut NISM, co-promoteur en collaboration avec l’UCLouvain
  • Johan Wouters, Institut NISM, co-promoteur en collaboration avec l’UCLouvain

Fonds pour la formation à la Recherche dans l’Industrie et dans l’Agriculture (FRIA)

  • Alix Buridant - Promoteur : Henri-François Renard, Institut NARILIS ; Co-promoteur : Medical University of Innsbruck, Innsbruck - Autriche -
  • Constance De Maere d’Aertrycke - Promoteur Nicolas Gillet, Institut NARILIS
  • Noah Deveaux - Promoteur : Benoît Champagne, Institut NISM
  • Nicolas Dricot - Promotrice : Muriel Lepère, Institut NISM ; Co-promoteur : Bastien Vispoel, Institut NISM et Université Grenoble Alpes
  • Laurie Marchal - Promoteur Thierry Arnould.  Co-promotrice : Patricia Renard.  Institut NARILIS
  • Léa Poskin - Promotrice : Catherine Michaux, Institut NISM ; Co-promoteur : Jean-Pierre Gillet, Institut NARILIS

 Mandat d’Impulsion Scientifique (MIS)

  • Arthur Borriello, Institut Transitions

Félicitations à tous et toutes !

Les missions du F.R.S.-FNRS

Le Fonds de la Recherche Scientifique - FNRS a pour mission de développer la recherche scientifique fondamentale dans le cadre d’initiatives présentées par les chercheurs. Il favorise la production et le développement des connaissances en soutenant, d’une part, les chercheurs à titre individuel et en finançant, d’autre part, des programmes de recherche poursuivis au sein des laboratoires et services situés principalement dans les universités de la Fédération Wallonie-Bruxelles.

Fondé sur le seul critère de l’excellence scientifique, le soutien financier du F.R.S.-FNRS s’exerce selon plusieurs modalités. De nombreux appels à financement sont lancés chaque année pour soutenir la recherche fondamentale à tous les niveaux de carrière des chercheurs.

Nos chercheurs dans la « World's Top 2% Scientists list »

Ranking

L’Université de Stanford a publié un classement prestigieux qui met en lumière les chercheurs les plus influents dans un large éventail de domaines scientifiques. Cette liste, établie sur base de critères bibliographiques, vise à fournir un moyen normalisé d'identifier les leaders scientifiques mondiaux. Il s’agit d’un critère parmi d’autres permettant d’évaluer la qualité de la recherche scientifique. Douze chercheurs de l’Université de Namur en font partie !

Top 2% scientists

Cette liste, créée par l'Université de Stanford et publiée en août 2024 est compilée en collaboration avec le laboratoire ICST d’Elsevier à partir de données Scopus, vise à fournir un moyen normalisé d'identifier les meilleurs scientifiques du monde et de reconnaître les scientifiques qui ont eu un impact significatif sur leurs domaines respectifs.

Bien que cette liste ait été adoptée par de nombreuses institutions comme une mesure fiable de l'impact de la recherche, elle n’est pas l’unique moyen d’évaluer la recherche.  Se basant strictement sur des données bibliométriques, elle fait aussi l’objet de critiques. 

Depuis septembre 2023, l’Université de Namur renforce d’ailleurs son engagement pour la mise en place d’une réforme de l’évaluation de la recherche avec la signature de l’accord « Coalition for Advancing Research Assessment (CoARA) »

Cet accord engage l’institution à respecter une série de principes, notamment une prise en compte de la diversité des carrières et de la mise en valeur de critères qualitatifs de la recherche au lieu de se baser uniquement sur des données bibliométriques (donc quantitatives). 

Les chercheurs de l’Université de Namur mis à l’honneur

La liste est mise à jour chaque année, avec des données sur l'ensemble de la carrière et des impacts sur une seule année, dans un souci de transparence et de pertinence. 

Les critères de mesure utilisés

Une variété de mesures bibliométriques sont prises en compte afin de garantir une représentation juste et équilibrée des travaux des chercheurs. 

  • Le C-score : ce score composite est basé sur divers facteurs bibliométriques, notamment le nombre total de citations. 
  • Le h-index : cet indicateur d’impact prend en compte le nombre de publications d’un chercheur ainsi que le nombre de leurs citations.
  • Les percentiles des domaines et sous-domaines : les scientifiques sont classés en 22 grands domaines et 176 sous-domaines. Seuls ceux qui se classent dans les 2 % supérieurs de leur sous-domaine sont pris en compte. 
  • L’impact sur l'ensemble de la carrière ou sur une seule année : le classement est disponible à la fois pour l'impact sur l'ensemble de la carrière et pour les performances sur une seule année, ce qui permet de mieux comprendre la contribution à long terme et les réalisations récentes.

L’excellence de la recherche

Figurer parmi ces 2 % de scientifiques les plus performants est une donc reconnaissance prestigieuse de la contribution d'une personne à la science et démontre l'excellence de sa recherche, renforçant sa réputation dans le monde universitaire et dans l'industrie. 

Le classement offre une visibilité dans toutes les disciplines, attirant l'attention sur des travaux qui, autrement, pourraient rester dans une niche ou être sous-appréciés. Il sert également de point de référence aux institutions et aux gouvernements pour évaluer l'influence de leurs programmes de recherche.

De nombreuses institutions utilisent ce classement pour mesurer le succès de leur faculté, ou autre entité, ce qui peut aussi renforcer la crédibilité au sein de la communauté universitaire.

Cette liste encourage les scientifiques à se concentrer sur la production d'une recherche de haute qualité et ayant un impact plutôt que sur la recherche de la quantité.

En compilant des données provenant de tous les domaines scientifiques et en proposant une approche équitable, basée sur des mesures, ce classement ne célèbre pas seulement les réalisations individuelles, mais souligne aussi l'importance d'une recherche ayant un impact sur l'avancement des connaissances.  Il reste pourtant à nuancer, puisqu’il ne tient compte que de données quantitatives, qui ne sont pas forcément représentatives de toute la diversité de la recherche.

D'après une autre base de données, celle de l'UNESCO, le nombre de chercheurs dans le monde augmenterait de 300 000 par an, atteignant aujourd’hui les 9 millions.  Le Top 2% comporte 200 000 noms dont douze chercheurs de l’Université de Namur.

Félicitation à eux pour leur recherche d’excellence et pour cette reconnaissance mondiale prestigieuse !

ECOBAT : Des matériaux innovants pour challenger les limitations des batteries lithium-ion

Chimie
Durable

ECOBAT est un projet EOS (FNRS/FWO) qui réunit quatre universités : l’UCLouvain, la KULeuven, l’Université de Bonn (Allemagne), ainsi que l’Université de Namur.  Ce consortium mobilise actuellement une vingtaine de chercheurs de tous niveaux (master, doctorants, post-doctorants, promoteurs), dont le docteur Pierre Beaujean, sous la supervision du Professeur Benoît Champagne.

Visuel du projet ECOBAT avec une photo de Pierre Beaujean

Les batteries sont l'une des technologies clés de la transition vers une société zéro impact sur le climat. La plupart de ces batteries nécessitent l’utilisation de métaux assez rares, par exemple, le nickel ou le cobalt. Le processus d'extraction présente des risques environnementaux importants et les conditions de travail des mineurs sont souvent très mauvaises. Par ailleurs, la technologie actuelle des batteries lithium-ion atteint ses limites tant au niveau des performances et de la durée de vie qu’au niveau de la réduction des coûts, tout en dépendant donc de plusieurs matières premières essentielles. 

Le projet ECOBAT

L’objectif du projet « Electrocoordination chemistry of s-block éléments in organic media for future batteries » ECOBAT est de proposer des solutions innovantes de nouveaux matériaux tout en approfondissant la compréhension des mécanismes sous-jacents, tant d'un point de vue expérimental que théorique. Des investigations sont conduites pour utiliser des matériaux à base de carbone, naturels et non polluants.  L’ambition de ce projet est donc de répondre aux limitations actuelles de ces batteries lithium-ion pour ce qui concerne leur capacité énergétique, leur durée de vie, et la disponibilité des matières premières nécessaires à leur fabrication. ECOBAT réunit 5 experts dans le domaine des cathodes organiques à haute performance, de l'utilisation efficace des anodes métalliques, des électrolytes avancés, en combinant des approches de chimie expérimentale et de chimie computationnelle.

EOS - The Excellence of science

Cette recherche fondamentale est financée par le programme Excellence of Science (EOS) par le FNRS et son homologue néerlandophone, le FWO.  Ce programme vise à promouvoir la recherche conjointe entre les chercheurs de la communauté flamande et francophone en finançant des projets communs de recherche fondamentale dans toutes les disciplines scientifiques. 

Logo du programme FNRS-FWO EOS Excellence of science

Dans ce contexte, l’expertise en chimie théorique et computationnelle de Benoît Champagne et Pierre Beaujean permet de simuler ces mécanismes et de les analyser à l’échelle moléculaire. Ces simulations numériques emploient les techniques de la fonctionnelle de la densité (pour caractériser les surfaces) mais également de la dynamique moléculaire ab initio (solution). Elles sont effectuées sur le supercalculateur européen LUMI, le supercalculateur wallon LUCIA, ainsi que sur les clusters du CÉCI et de la plateforme technologique PTCI de l'Université de Namur. Le tout est réalisé dans une approche multidisciplinaire, en étroite collaboration avec des équipes expérimentales (UCLouvain et KULeuven) et d'autres théoriciens (Université de Bonn).

Interrogé dans le cadre du projet au sujet de la manière dont il voit les batteries du futur, Pierre Beaujean explique : 

"La communauté scientifique a presque atteint la capacité théorique des batteries au lithium dans leur conception actuelle. Comme il est peu probable que ces piles au lithium s'améliorent encore, elles ne constitueront pas la technologie de l'avenir. Nous devons changer fondamentalement la nature des batteries, très probablement en choisissant un métal différent. Ce choix impliquera un compromis entre la quantité de charge électrique que nous pouvons stocker et la masse de la batterie.  Il existe de nombreuses possibilités pour les batteries du futur, y compris celles avec des cathodes organiques et polymères, des conceptions sans métal, ou encore des batteries à solution solide.

Le domaine de la technologie des batteries évolue rapidement et je garde l'espoir que celles que nous développons seront meilleures ! 😊"

Pierre Beaujean - Mini CV

Pierre Beaujean est né à Namur, en Belgique. Après avoir obtenu une maîtrise en chimie à l'Université de Namur, il a poursuivi un doctorat au Laboratoire de Chimie Théorique (LCT) de l'Unité de Chimie Physique Théorique et Structurale (UCPTS) sous la direction du Professeur Benoît Champagne. Il est également membre du pôle HPC-MM du Namur Institute of Structured Matter (NISM)

Pendant son doctorat, il a également effectué un bachelier en informatique. Ses recherches actuelles portent sur l'étude de nouvelles batteries à l'aide d'outils de chimie quantique, avec un accent particulier sur la cathode et sur l'interface entre l'anode et l'électrolyte, la couche d'interphase électrolytique solide (SEI), qui est une couche de passivation se formant pendant le processus de charge de la plupart des batteries.

Le projet ECOBAT (#40007515) est financé par le FWO et le FNRS dans le cadre du programme EOS – The Excellence of Science.

Et la lumière sera : l’ambitieux objectif d’Yves Caudano

Physique

Alors qu'il n'est encore qu'un rêve, l'ordinateur quantique fait l'objet d'intenses recherches. Le projet Artémis, financé par l'Union européenne (UE) et auquel participe l'UNamur, ambitionne de mettre au point de nouvelles sources de photons uniques, et ainsi en poser les fondements technologiques. Membre du projet, le physicien Yves Caudano espère, par la même occasion, explorer plus loin les fondements de la physique quantique.  

Yves Caudano, physicien impliqué dans le projet de recherche Artemis

Aussi perfectionnés que soient nos ordinateurs, ces derniers reposent toujours sur la même technologie : l'information y est véhiculée par l'électron, dont la présence correspond au chiffre 1, et l'absence à 0. Cette unité de base est appelée le bit. 

Il existe cependant une autre manière d’encoder l’information. En effet, il est possible d’exploiter les propriétés particulières des particules à l’échelle microscopique, et qui sont définies par la mécanique quantique. En utilisant par exemple des photons, les particules qui composent la lumière, la technologie quantique reposerait alors sur des qubits, bien plus riches que les bits classiques. Un tel changement ouvrirait la voie aux communications quantiques, comme la cryptographie, et la métrologie quantique, qui permet de mesurer avec une très grande précision des grandeurs physiques comme le temps par exemple. 

Cependant, isoler des photons reste aujourd'hui une tâche infiniment complexe. « Avec une source de lumière comme une ampoule, ce sont des millions de milliards de photons qui sont émis en même temps », révèle Yves Caudano, chercheur qualifié FNRS et chargé de cours de physique à l'UNamur. 

Image
Yves Caudano, physicien à l'UNamur

L'objectif du projet Artémis est donc de créer des molécules capables d'émettre de façon contrôlée de la lumière à très basse intensité, c'est-à-dire photon par photon. 

Yves Caudano Chercheur qualifié FNRS et chargé de cours de physique à l'UNamur

À cette fin, les scientifiques prévoient de synthétiser de nouvelles molécules capables d'émettre des photons uniques. « Ces molécules seront associées à des nanostructures métalliques complexes, qui auront à la fois pour but de rendre ces sources fiables, c'est-à-dire capables d'émettre des photons à la demande, mais aussi de s'assurer que les photons seront toujours envoyés dans la même direction », précise le physicien. « L’un des enjeux de ce projet est également de produire des paires de photons, en arrangeant ces molécules dans des cristaux et ainsi créer des conditions optiques particulières. » 

Photons intriqués

Ces paires de photons, que l’on nomme aussi photons intriqués, sont une des propriétés quantiques des particules sur laquelle reposent des systèmes comme la cryptographie quantique.  

Ainsi, un algorithme de cryptographie quantique serait à même de résoudre des problèmes dans un temps record. "Actuellement, la cryptographie qui protège nos communications repose sur la complexité d'un calcul, qu'aucun algorithme connu ne peut résoudre en un temps suffisamment court, résume-t-il. En revanche, il existe un algorithme quantique dont on a montré qu'il serait capable de réaliser ce calcul en un temps raisonnable. Et donc, par exemple, décoder tous les messages actuels encodés de cette manière.

Machines qui sont employées dans le cadre du projet de recherche Artemis

Le rôle de l'UNamur

Pour réussir, Artémis s'appuie sur l'expertise de 10 institutions européennes, et un budget de plus de 3 millions d'euros. Yves Caudano, en tant que physicien quantique, intervient en particulier dans la caractérisation quantique des photons. « Nous allons créer des expériences afin de s'assurer que les molécules émettent effectivement des photons uniques », énonce-t-il. « Puis nous nous pencherons sur les paires de photons émises, afin d'en déterminer toutes les caractéristiques ». 

Ces mesures sont un aspect crucial du projet, car ce sont elles qui montreront que les sources de photons sont fiables, et exploitables par des systèmes technologiques en dehors d'un laboratoire. Mais comme tout ce qui touche à la physique quantique, les difficultés y sont singulières. « En physique classique, le système que l'on étudie est indépendant de son observateur », expose-t-il. « Or, en mécanique quantique, toute mesure détruit également l'état que l'on cherche à observer ». 

Il faudra donc ruser. Or, Yves Caudano est justement un spécialiste de ce qu'on appelle les mesures faibles, capables de ne perturber que légèrement le système étudié. Elles doivent cependant être réalisées un grand nombre de fois pour obtenir une information exploitable. « Grâce à une nouvelle technique, nous avons constaté que ces mesures faibles nous permettaient également d'amplifier des phénomènes extrêmement faibles, que l'on ne voyait pas avant. Cela nous sera extrêmement utile dans la conception des protocoles d'expérience quantique destinés à montrer l'efficacité des sources lumineuses ». 

Le projet, qui durera jusqu'en 2027, n'en est qu'à ses débuts, et les premières molécules sortent seulement des laboratoires. Considéré comme un projet à haut risque, il doit permettre à l'UE de devenir leader dans la course à l'ordinateur quantique. 

Thibaut Grandjean

Trois questions à Yves Caudano

Omalius : Que sont des photons intriqués ? 

Yves Caudano : Prenons l'exemple de la polarisation d'un photon, c'est-à-dire la façon dont son champ électrique va osciller, et que nous allons tenter de caractériser. Cette dernière peut prendre diverses valeurs. Mais lorsque deux photons sont intriqués de manière spécifique, dès le moment où l'on va mesurer la polarisation sur l'un, celle de l'autre lui sera opposée. Un peu comme deux amis qui, quelle que soit la question qu'on leur pose, vont toujours répondre le contraire l'un de l'autre. Cette intrication signifie que cette paire de photons forme un système global, qui n'est pas séparable en deux entités distinctes. 

O. : À quelles questions fondamentales liées à ce projet vous intéressez-vous ? 

Y.C. : Je m'intéresse avant tout à la caractérisation des états quantiques des particules que l'on appelle la tomographie quantique. Les mesures faibles vont nous permettre d'arriver à obtenir directement des informations liées à la nature des particules, au lieu de la méthode habituelle qui n'est qu'une reconstruction a posteriori. C'est un peu comme avoir directement accès aux ingrédients d'un plat, mais en quantité extrêmement réduite, plutôt que d'essayer de deviner en le goûtant.  

O. : Qu'espérez-vous comprendre grâce à cela ? 

Y.C. : Il existe en mécanique quantique des difficultés d'interprétation, voire des paradoxes, avec par exemple des probabilités apparaissant négatives. Nous souhaitons utiliser les résultats des mesures faibles, obtenus ici à l'UNamur, pour mieux comprendre ces questions. 

 

 

ARTEMIS est soutenu par Horizon Europe dans le cadre du programme EIC Path Finder (numéro du grant : 101115149) 

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