Dans le cadre du 41e « laboratoire des inventeurs » organisé par le Centre de chimie (ZFC) du 17 au 21 août, seize lycéens et lycéennes de Hesse, issus de seize établissements et ayant obtenu les meilleures notes dans les matières MINT, ont mené pendant une semaine des recherches à l’université Philipps de Marbourg sur des questions d’actualité liées à la biotechnologie et au développement de médicaments. Ces élèves brillants ont présenté leurs résultats dans la vénérable aula de l’université Philipps de Marbourg devant 170 invités, parmi lesquels figurait le ministre de l’Éducation de la Hesse, Armin Schwarz. Parmi les membres de l’équipe de recherche figurait Nik Tadjiky, de l’école-internat Steinmühle de Marbourg. Le laboratoire des inventeurs a également fait l’objet d’une cérémonie festive organisée dans le cadre des « 80 ans de la Hesse ».

Quand les virus apportent leur aide et protègent les cellules mourantes :

Les virus peuvent-ils contribuer à la lutte contre les bactéries dangereuses ? Comment attaquer les cellules tumorales de manière ciblée ? Est-il possible de conditionner des principes actifs de manière à ce qu’ils agissent exactement là où ils sont nécessaires ? Et les cellules souches soumises à un stress peuvent-elles protéger d’autres cellules ? Huit élèves ont présenté leurs réponses à ces questions aux invités issus des milieux scientifiques, politiques, scolaires et économiques. La présentation s’est déroulée dans l’ancienne aula de l’université Philipps de Marbourg, un lieu historique où l’enseignement et la recherche sont pratiqués depuis des siècles. C’est là que les jeunes ont présenté de manière claire et concise les résultats obtenus au terme d’une semaine de travaux intensifs en laboratoire.

« Les connaissances scientifiques ne suffisent pas à elles seules. Il faut également savoir les transmettre de manière à ce que même les non-spécialistes en comprennent l’importance », a déclaré le Dr Thomas Schneidermeier, directeur général du ZFC. « À l’ère des fausses informations, nous avons plus que jamais besoin de cette communication des connaissances. » Les jeunes n’ont pas travaillé sur des expériences scolaires simplifiées, mais ont passé une semaine au sein des groupes de recherche de l’université Philipps de Marbourg. Ils y ont découvert les méthodes scientifiques, élaboré et vérifié leurs propres solutions. Ils ont également constaté que la recherche ne donne pas toujours le résultat escompté.

Aperçu de la fabrication industrielle de médicaments

Le laboratoire des inventeurs ne se contente pas d’encourager les élèves les plus brillants, il leur ouvre également des perspectives concrètes en matière d’études et de carrière. Lors d’une visite guidée du site d’Aenova à Marbourg, les jeunes ont pu, dès le premier jour de la semaine d’ateliers, découvrir la fabrication industrielle de médicaments et les débouchés professionnels possibles dans l’industrie pharmaceutique. À l’Institut Max Planck de microbiologie terrestre, le directeur, le professeur Helge Bode, a expliqué de manière claire les méthodes de travail scientifiques et les parcours professionnels universitaires. « C’est précisément cette combinaison entre recherche, communication et orientation professionnelle qui caractérise le Laboratoire des inventeurs », a déclaré Meike Jäger, également membre du comité directeur du ZFC.

Ces 16 jeunes s’étaient distingués lors d’un processus de sélection exigeant. Au total, 196 lycéens et lycéennes brillants, issus de 115 établissements scolaires de Hesse, avaient posé leur candidature pour les deux laboratoires d’inventeurs organisés cette année par le ZFC. Lors de la sélection, le ZFC tient compte, outre des résultats scolaires, d’un rapport hommes-femmes équilibré et veille à prendre en considération le plus grand nombre possible d’établissements différents
.

Lien établi avec la vie quotidienne

Dans quelle mesure sommes-nous touchés par les mutations du gène PIM-1 ? Qui parmi vous a déjà observé une telle malformation ? Tous les virus sont-ils nocifs, à l’instar du coronavirus ? Les cellules souches mourantes peuvent-elles protéger d’autres cellules ?

C’est par des questions aussi concrètes que les élèves ont entamé leurs exposés finaux. Avec assurance et aisance, ils ont su expliquer des concepts scientifiques très complexes de manière accessible à tous, en établissant sans cesse un lien avec le quotidien de leur public. « La kinase PIM1 est en réalité une protéine importante présente dans nos cellules. Cependant, lorsqu’elle se présente sous une forme mutée, c’est-à-dire défectueuse, elle peut contribuer à l’apparition et à la croissance de tumeurs », a expliqué un groupe. « Cela peut concerner chacun d’entre nous. » Il est donc d’autant plus important de poursuivre la recherche sur de nouvelles approches thérapeutiques, sur lesquelles les personnes concernées fondent leurs espoirs et dont elles dépendent.

Au sein des groupes de recherche, les élèves ont travaillé avec du matériel de laboratoire professionnel, allant de la chromatographie et de la spectrométrie de masse à la microscopie électronique à balayage, en passant par les techniques de culture cellulaire et de fluorescence. Accompagnés par des collaborateurs scientifiques, ils ont mené des expériences complexes, ont analysé leurs résultats et ont ainsi pu se faire une idée concrète du quotidien de la recherche moderne en sciences de la vie.

« Analyser l’actualité grâce aux connaissances en sciences, technologies, ingénierie et mathématiques »

Selon Thomas Schneidermeier, membre du comité directeur du ZFC, les connaissances en sciences naturelles sont indispensables pour pouvoir replacer les débats publics et l’actualité dans leur contexte. « Les connaissances en sciences, technologies, ingénierie et mathématiques (STEM) constituent aujourd’hui également une sorte de bouclier contre les affirmations fausses ou trompeuses. » En s’appuyant sur des déclarations publiques concernant les technologies de l’hydrogène
, il a montré à quel point il peut être difficile d’évaluer les informations d’un point de vue technique. Ceux qui expérimentent eux-mêmes l’hydrogène et qui en ont compris les principes scientifiques de base sont mieux à même de replacer ces déclarations dans leur contexte.

M. Schneidermeier a également abordé le débat actuel sur les vaccins à ARN messager. Il a souligné que la pertinence et la sécurité de cette technologie ne pouvaient être évaluées à partir de déclarations politiques, mais uniquement dans le cadre d’un dialogue avec les scientifiques qui mènent des recherches dans ce domaine. Compte tenu notamment des fausses informations et de l’intelligence artificielle, il incombe donc à l’ensemble de la société de donner aux jeunes les moyens d’examiner et d’évaluer de manière critique les informations relayées par les médias.

La recherche véritable, différente de l’enseignement scolaire classique

Ce sont les jeunes eux-mêmes qui ont décrit à quel point la véritable recherche est différente de l’enseignement scolaire classique. « Mon moment préféré a été celui où la synthèse a fonctionné pour la première fois et où nous avons réellement tenu notre produit entre nos mains », a déclaré un élève.

Une élève a résumé son expérience en un seul mot : « l’autonomie ». Alors que, dans le cadre des expériences scolaires, on leur indiquait généralement de manière précise ce qu’il fallait faire et quel résultat était attendu, elles ont pu, au laboratoire, définir elles-mêmes leurs axes de travail. « Nous étions beaucoup plus flexibles et avons pu développer un lien tout à fait différent avec notre projet. » Elles ont également été particulièrement impressionnées par les possibilités techniques offertes par la recherche professionnelle.

Un élève a tiré une autre leçon de cette semaine : « La nature recèle une multitude incroyable de solutions à nos problèmes. Il suffit de l’observer de plus près, de l’étudier et d’en tirer parti. »

Le laboratoire des inventeurs a également ouvert de nouvelles perspectives en matière d’orientation universitaire et professionnelle. « On y rencontre des personnes issues de domaines, de filières et de métiers très variés, et on bénéficie d’expériences et de conseils de première main », a déclaré une élève.

Une autre élève a également tiré le bilan : « Les échanges avec des chercheurs ont une nouvelle fois considérablement élargi mes horizons. »

Marbourg, un pôle scientifique de longue tradition

Le ministre d’État Armin Schwarz a rendu hommage à Marbourg, qu’il a qualifiée de pôle scientifique et de recherche de premier plan, ainsi qu’aux 16 participants, qu’il a présentés comme la prochaine génération de ce pôle. Le laboratoire des inventeurs incarne « les talents, les idées et l’innovation », ainsi que la capacité à poser les bonnes questions. S’adressant aux jeunes, M. Schwarz a déclaré : « Nous avons des jeunes qui ont du talent, qui ont des ambitions et qui nous font avancer » – sur le plan scientifique et, par conséquent, économique.

Evelyn Damer, vice-présidente étudiante de l’université Philipps de Marbourg, a fait le lien avec la tradition de recherche de près de 500 ans de l’université. Le laboratoire des inventeurs incarne « la formation de la prochaine génération de chercheuses et de chercheurs ». Les jeunes peuvent y découvrir directement l’université, la recherche et les parcours universitaires possibles. Parallèlement, le transfert de connaissances vers le monde économique constitue un facteur important pour la Hesse en tant que pôle d’attractivité.

« Nous avons besoin de personnes curieuses »

Le Dr Janin Sameith, du ministère de l’Économie, de l’Énergie, des Transports, du Logement et de l’Espace rural de la Hesse, a mis l’accent sur le lien entre la recherche et ses applications. À Marbourg, « la chimie et les soins de santé » se rejoignent. De Emil von Behring à l’industrie actuelle des sciences de la vie, on constate comment les découvertes scientifiques peuvent être transposées en applications médicales et en développement économique. « Nous avons besoin de personnes curieuses. Des personnes qui souhaitent acquérir des connaissances et qui ont l’esprit d’initiative », a déclaré Mme Sameith.

Heike Blaum, de l’Association de l’industrie chimique (VCI) de Hesse, a qualifié Marbourg de « lieu idéal » pour mener des recherches dans les domaines de la biotechnologie et des médicaments. La ville est depuis longtemps marquée par la science et le développement pharmaceutique, mais elle doit en même temps relever sans cesse de nouveaux défis
. « Pour cela, il faut des esprits brillants », a déclaré Mme Blaum : des personnes qui participent à la conception, assument des responsabilités et développent ensemble des solutions.

Existe-t-il un parcours professionnel type ?

Johanna Lücke, étudiante à l’université Philipps de Marbourg, a montré, lors d’un entretien consacré à l’orientation universitaire et professionnelle, à quel point les cursus scientifiques peuvent être variés. Elle a choisi la pharmacie car elle souhaitait allier son intérêt pour les sciences naturelles à la médecine et à l’action des principes actifs. « La pharmacie est un mélange de nombreuses disciplines : la médecine, la chimie, la biologie et même un peu de physique », a-t-elle déclaré.
Le Dr Christof Wegscheid-Gerlach, directeur du Chemikum Marburg, a illustré par son propre parcours que le chemin professionnel ne doit pas nécessairement être linéaire. Au départ, il souhaitait étudier la chimie, mais il s’est finalement orienté vers la pharmacie, a obtenu son doctorat, a ensuite travaillé dans l’industrie pharmaceutique avant de revenir à l’université. Aujourd’hui, il allie pharmacie, enseignement, promotion des jeunes talents et communication scientifique. Sa conclusion :
Les cursus en sciences naturelles ouvrent bien plus de voies que ne le laissent supposer les profils professionnels classiques. « Renseignez-vous, essayez différentes choses et ne vous laissez pas décourager », a-t-il conseillé aux jeunes.

Armin Schwarz, ministre d’État : « J’ai appris quelque chose »

Le ministre d’État Armin Schwarz s’est montré impressionné par les présentations des jeunes. Ceux-ci se sont penchés sur des questions exigeantes et d’une grande pertinence pour la société, et ont su présenter des travaux de recherche complexes de manière à ce qu’un public non initié puisse également en tirer beaucoup. « J’ai appris quelque chose », a déclaré M. Schwarz. Ces jeunes incarnent « l’innovation à l’état pur » et « la curiosité à l’état pur ».

Anke Hundt, responsable du service MINT au sein du ministère de la Culture, de l’Éducation et de l’Égalité des chances de la Hesse, a souligné à quel point les jeunes avaient su expliquer leurs travaux de recherche de manière claire. Elle a notamment salué leur capacité à impliquer le public dès le début grâce à une question pertinente et à rendre compréhensibles les ordres de grandeur à l’aide de comparaisons tirées de la vie quotidienne.

Une traduction du langage technique rendue accessible à tous

Heike Blaum, du VCI de Hesse, a réagi de la même manière après la conférence sur les phages. Elle a déclaré qu’elle ne savait pas auparavant ce qu’étaient les phages, mais que la présentation lui avait permis, bien qu’elle ne soit pas spécialiste des sciences naturelles, d’en comprendre l’importance. Elle a particulièrement apprécié le fait que les jeunes aient sans cesse traduit le jargon technique en un langage accessible à tous.

À l’issue de la présentation, le Dr Janin Sameith, du ministère de l’Économie de la Hesse, a également souligné l’importance du recours à l’humour. Il a toutefois précisé qu’il était tout aussi important que les jeunes aient montré ouvertement que les expériences ne se déroulent pas toujours comme prévu. C’est précisément dans ces moments-là qu’il convient de formuler de nouvelles questions à partir de résultats inattendus.

« MINTIES » au ZFC : la science entre courts métrages et Reels

Rendre la science accessible à tous, tel est également l’objectif des « MINTIES » du ZFC. D’anciens participants au laboratoire d’inventeurs produisent des vidéos explicatives, des courts métrages et des Reels pour YouTube, Instagram et TikTok. À ce jour, plus de 220 contributions sont en ligne. Les thèmes abordés vont de l’acier vert et de la mobilité à l’hydrogène aux structures tissulaires artificielles issues de l’impression 3D. En collaboration avec Clarissa Corêa da Silva, connue pour son rôle dans l’émission « Die Sendung mit der Maus », les MINTIES ont par exemple mené des expériences autour de l’hydrogène et des piles à combustible, et ont illustré cette technologie notamment à l’aide d’une voiture à hydrogène de la marque «
».

Elise Beck a également montré à quel point l’« Erfinderlabor » et les MINTIES sont proches l’un de l’autre : elle-même participante à un « Erfinderlabor » l’année dernière, elle a cette fois animé avec éloquence la cérémonie de clôture. En tant que MINTIE, elle explique également des sujets scientifiques devant la caméra, par exemple comment des structures cellulaires tridimensionnelles peuvent être créées à partir de cellules souches et de ce qu’on appelle de l’« encre biologique » dans le cadre de l’impression 3D.

L’objectif de ces vidéos explicatives, Shorts et Reels est de faire découvrir les travaux de recherche menés à l’université et dans le secteur privé là où les jeunes passent une partie de leur temps libre, et de présenter des thèmes complexes liés à l’avenir de manière à ce qu’ils soient compréhensibles
même en dehors des cours spécialisés.

Ce sont des partenaires engagés qui rendent cela possible

Le laboratoire des inventeurs voit le jour grâce à un réseau étroit regroupant des universités, des instituts de recherche, des bailleurs de fonds et des partenaires. « Je tiens à remercier tout particulièrement toutes les personnes qui ont rendu cette semaine possible », a déclaré le Dr Thomas Schneidermeier. Cette collaboration de longue date, fondée sur la confiance, permet d’impliquer directement les élèves dans de véritables projets de recherche.

Pour conclure, Meike Jäger a une nouvelle fois mis à l’honneur les 16 jeunes. Après une semaine de travail intense et leurs présentations finales, c’est à eux que reviennent les remerciements les plus sincères : « Vous êtes les vedettes de cet événement. »

Le Dr Christof Wegscheid-Gerlach a souligné en conclusion que les groupes de travail encadrants tiraient également profit de cet échange. Les questions et les points de vue des jeunes pourraient ouvrir de nouvelles perspectives. « Ainsi, les deux parties en tirent profit », a-t-il déclaré.

En reconnaissance de leurs réalisations, les 16 participants ont reçu, à l’issue de l’atelier, un abonnement annuel au magazine « Spektrum der Wissenschaft », ce qui leur permettra de continuer à suivre l’actualité de la recherche même après la fin de l’atelier « Laboratoire des inventeurs ».

Les connaissances en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (STEM) pour lutter contre les fausses informations

Les laboratoires d’innovation s’inscrivent dans le cadre de l’initiative ZFC « École 3.0 – MINT for Future ». L’objectif est d’intégrer davantage dans l’enseignement scolaire des thèmes d’intérêt sociétal tels que la numérisation, l’intelligence artificielle, la protection du climat, la transition énergétique et le développement de médicaments. Les jeunes doivent comprendre les relations scientifiques, classer les informations de manière pertinente et découvrir des perspectives d’études et de carrière. L’initiative vise également à aider à identifier et à évaluer les fausses informations diffusées de manière ciblée sur Internet à l’aide des connaissances en sciences, technologies, ingénierie et mathématiques (STEM).

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