Steinmühle a remporté les premières places et des prix spéciaux lors des concours régionaux « Jugend Forscht » - Steinmühle

Avec un total de six projets, la Steinmühle a participé cette année aux concours régionaux de Lollar et de Kassel. Pas moins de trois équipes ont remporté la première place et se sont ainsi qualifiées pour les concours régionaux de Darmstadt et de Kassel dans la catégorie « Les élèves expérimentent ». Trois équipes ont remporté un prix spécial.

Il convient de souligner la participation d’équipes issues de différents niveaux scolaires, du collège au lycée. La classe de 6e était représentée à deux reprises, tandis que les classes de 4e, 3e, 1ère et terminale l’étaient chacune une fois. Les disciplines étaient également très variées : les recherches et les expériences ont porté à trois reprises sur la biologie et une fois chacune sur la chimie, la physique et les sciences de la Terre et de l’espace.

Leonard Berger, Mats Egbring et Leontin Schmidt sont les élèves de sixième qui, dans le cadre du concours « Les élèves expérimentent », sous la supervision des professeurs Dr Jutta Töhl-Borsdorf et Dr Dietmar von der Ahe, et ont remporté le prix spécial des technologies environnementales. Ils ont comparé des champs biologiques à des champs conventionnels. Pour ce faire, ils ont analysé au total près de 20 échantillons de sol et ont constaté que les champs biologiques se distinguent à la fois par leur faible teneur en nitrates et par leur capacité à fixer puis à libérer des nutriments. Les champs conventionnels, et en particulier ceux fertilisés au lisier, présentaient presque systématiquement des teneurs en nitrates et en nitrites préoccupantes. Le jury a estimé que le sujet, le travail et leurs résultats méritaient la meilleure place possible. La prochaine étape sera désormais le concours régional à Kassel.

Manque d’oxygène dans la chaussure

Morten Köhler, Benjamin Schul et Joshua Wieder, élèves de 3e, se sont penchés sur la question suivante : pourquoi les coussins chauffants ne fonctionnent-ils pas dans les chaussures de ski ? Lors du séjour au ski organisé par l’école Steinmühle, ces trois élèves avaient eu froid aux pieds et avaient remarqué que les coussins chauffants destinés à y remédier ne fonctionnaient que très mal. Ils ont étudié en détail la réaction chimique et ont découvert, notamment en mesurant les courbes de température et d’oxygène, que les chaussures de ski contiennent tout simplement trop peu d’oxygène. De ce fait, la réaction souhaitée s’arrête rapidement.

Sous la supervision de leur professeure, le Dr Jutta Töhl-Borsdorf, ils ont utilisé des capteurs de température commandés par smartphone et une sonde à oxygène pilotée par un Arduino. Les cartes microcontrôleurs Arduino ont été présentées pour la première fois à la Steinmühle par Malte Klimczak dans le cadre du cours facultatif de technologie et ont également pu être utilisées ici pour résoudre des problèmes de chimie. Ces trois élèves ont eux aussi remporté la 1re place en chimie pour le meilleur projet interdisciplinaire et peuvent se réjouir de participer au concours régional à Darmstadt.

Comment les coléoptères de la farine « décomposent » le polystyrène

Clara Müller, Marie Englert et Jennifer Weber, élèves de 11e, ont mené, sous la supervision du Dr Dietmar von der Ahe, une étude visant à déterminer si les bactéries de la flore intestinale des larves de ténébrion meunier participaient à la dégradation du polystyrène. Les élèves ont observé le comportement alimentaire des larves de ténébrion meunier (Tenebrio molitor) dans différentes conditions. À l’aide de méthodes de biologie moléculaire (PCR, isolation de l’ADN génomique et par PCR, quantification de l’ADN par photomètre, électrophorèse sur gel, séquençage du gène 16S ARN réalisé par la société Eurofins Genomics, Ebersberg), elles ont étudié 230 clones bactériens différents issus de la flore intestinale des larves afin de déterminer leurs relations phylogénétiques et leur capacité à dégrader le polystyrène. Elles ont ainsi découvert plusieurs clones bactériens de la famille des Enterobacteriaceae capables de dégrader ce plastique dans une solution nutritive. Le génome de l’un de ces clones (clone n° 43) a été entièrement séquencé (environ 6 millions de paires de bases) à la demande de la société Eurofins Genomics, afin de rechercher dans le génome des régions codantes pour des enzymes susceptibles de participer à la dégradation du styrène. Les élèves ont également présenté un mécanisme possible expliquant le processus chimique de dégradation du styrène. En guise de prix spécial, le trio a reçu un abonnement annuel à la revue scientifique « Bild der Wissenschaft ».

Un concours pour nouer des liens avec l’université

Ronja Rosenkranz, élève de 13e classe, a su convaincre le jury dans le domaine de la physique. Elle a mené des recherches sur les mécanismes à l’origine des modifications de la voix lors de l’inhalation d’hélium. Les élèves se sont posé cette question dans le cadre du cours « NaUnt » de la classe de 5e, dispensé par Mme Jutta Töhl-Borsdorf. Ronja s’est rapidement rendu compte que l’explication que l’on trouve presque partout n’était que partiellement correcte et que le phénomène était bien plus complexe qu’on ne le pensait. Elle a mis au point différents montages expérimentaux afin d’aller au fond des choses. Le jury a particulièrement souligné l’approche très scientifique adoptée pour traiter cette question. Grâce à ce concours, des contacts se sont rapidement noués avec l’université de Marbourg, ce qui a permis de réaliser entre-temps des mesures en phoniatrie. La première place en physique pour ce projet et le prix spécial d’acoustique permettent également à Ronja Rosenkranz de se qualifier pour le concours régional à Darmstadt.

Ce que le ver de terre apprécie

Dans le cadre du concours « Schüler experimentieren », les jeunes chercheuses Teresa Dinges (classe 6b) et Sophia Rogosch (6c) ont étudié, sous la direction du Dr Dietmar von der Ahe, les effets potentiels du ver de terre sur le sol et le climat. Dans le cadre de ce projet, les élèves ont étudié de près le comportement du ver de terre commun Lumbricus terrestris et son interaction avec les bactéries du sol. Elles ont ainsi découvert que :

le type de sol que préfère le ver de terre
quelles sont les caractéristiques de sol qu’il évite (pH, sols calcaires, sableux, etc.)
que le ver de terre produit des quantités importantes de CO₂, un gaz à effet de serre, dans le sol, en interaction avec les bactéries du sol.
que les familles de bactéries présentes dans le sol diffèrent de celles que l’on trouve dans les excréments des vers de terre.

Le milieu de la peau du cheval

Silas Krüger et Jan Vollmer (tous deux élèves de la classe 8c) souhaitaient en savoir plus sur la « vie sur la peau des chevaux ». Sous la supervision du Dr Dietmar von der Ahe, les élèves ont examiné différentes zones cutanées de deux chevaux (peau, pavillon auriculaire, nez, bouche) afin d’étudier leur colonisation bactérienne, ce que l’on appelle le microbiome. Ils ont ainsi découvert que le microbiome estival diffère nettement du microbiome hivernal, c’est-à-dire qu’en été, on trouve d’autres familles de bactéries sur les différentes zones cutanées qu’en hiver. Cela correspond aux différentes fonctions de la peau selon les conditions climatiques.