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.

 

Lors du concours régional « Jugend Forscht », les deux lycéennes Lena Noelle Joußen (17 ans) et Janina Seip (18 ans), élèves de terminale, s’étaient qualifiées pour le concours régional de Hesse à Darmstadt. Cela signifiait qu’il fallait peaufiner leur projet jusqu’à la toute fin.

L’équipe, composée de deux personnes, s’est mise en route pour Darmstadt dès la fin des cours, la veille du concours. Le lendemain matin, à 8 heures, l’accès au gymnase de l’entreprise Merck a été ouvert. Au total, 36 équipes issues des domaines du monde du travail, de la biologie, de la chimie, des sciences de la Terre et de l’espace, des mathématiques et de l’informatique, de la physique et de la technologie se sont attelées à l’installation de leurs stands, tout en profitant de l’occasion pour découvrir les projets des autres participants.

Chaque équipe a reçu deux panneaux d’exposition ainsi que des tables et des chaises ; la présence des parents et des accompagnateurs n’était pas autorisée ce jour-là. À 9 heures a eu lieu le discours de bienvenue, au cours duquel le thème de cette année, « Ne me demande pas, demande-toi », a été évoqué et le programme de la journée a été présenté. Une liste indiquant les horaires d’évaluation par le jury a été distribuée. C’était nettement plus agréable que lors du concours régional, car on n’était pas obligé de rester tout le temps sur le stand, mais on pouvait également assister aux différents ateliers consacrés à des thèmes tels que les études en alternance ou le droit des brevets, etc. Cela a également permis de mieux faire connaissance avec les autres équipes, qui avaient elles aussi de très bons projets à présenter.

 

45 minutes d’évaluation par un jury composé de quatre experts

L’attente avant l’entretien avec le jury nous a paru relativement longue et la nervosité ne cessait de monter. À 12 h 15, le jury est arrivé à notre stand intitulé « Micro-organismes et dégradation du plastique : identification de bactéries dans l’intestin des larves de Galleria mellonella ». Notre présentation a été suivie de questions posées par le jury composé de quatre experts, ce qui a donné lieu à une sorte de discussion qui a fait que ces 45 minutes se sont écoulées plus vite que prévu.

Nous avions terminé juste à l’heure du déjeuner et avons ainsi pu profiter du reste de la journée de manière un peu plus détendue. Jusqu’à 16 heures, des équipes de tournage, des photographes et des équipes de radio ont sillonné les lieux pour interroger les candidats. Les dernières évaluations du jury ont également eu lieu. Une répétition générale de la cérémonie de remise des prix, qui semblait quelque peu superflue, a suivi. Puis, après une longue attente, le moment tant attendu est enfin arrivé : des bus nous ont conduits, nous les participants, au Kinopolis afin que tout le monde puisse voir le film « Ex Machina », puis partager un dîner tous ensemble. Pendant ce temps, l’ambiance entre nous est devenue de plus en plus joyeuse et, à la fin de la soirée, lorsque tout le monde a été hébergé soit dans une auberge de jeunesse, soit dans un hôtel, de nombreux nouveaux contacts ont été noués.

 

« N’hésitez pas à mettre en œuvre vos propres idées ! »

Le lendemain matin, après le petit-déjeuner, tout le monde a été reconduit sur le site de Merck. L’excitation suscitée par la remise des prix était grande, tout comme la fatigue générale qui se faisait sentir. Le programme ne laissait toutefois pas place à une longue pause. La visite du Merck Innovation Centre, où les idées d’avenir prennent vie, s’est avérée très impressionnante et novatrice, et notre fatigue s’est très vite dissipée. On nous a présenté le processus de développement des idées, qui dure généralement plus de deux ans, et un entrepreneur de start-up nous a expliqué de manière très décontractée le fonctionnement de son entreprise, tout en nous encourageant à concrétiser nos idées.

Après un séjour de près de trois heures à l’usine Merck, nous avons repris le chemin du gymnase, où les parents, les accompagnateurs et les personnes intéressées par les sciences nous attendaient et ont pu se faire expliquer les projets. Cette partie a été fatigante, mais aussi très intéressante, car un nombre notable de personnes intéressées sont venues visiter nos stands.

 

Vince Ebert en tant qu’animateur

À 15 h 30, la cérémonie de remise des prix a débuté avec l’arrivée des participants, et le présentateur Vince Ebert a accueilli toutes les personnes présentes avec la franchise qui le caractérise. De nombreux autres discours ont suivi, prononcés par des représentants de la société Merck, des maires et le ministre de la Culture.

En remportant la deuxième place dans la catégorie Biologie, assortie d’une récompense de 200 euros, le Steinmühle a obtenu un résultat très réjouissant, qui a fait la joie de nos parents ainsi que de notre accompagnateur, le Dr Dietmar von der Ahe, et de notre professeure de chimie et de physique, le Dr Jutta Töhl-Borsdorf, qui s’étaient également rendus à Darmstadt. Le Dr von der Ahe, notre accompagnateur, a reçu le prix de l’accompagnateur. Dans l’ensemble, ces deux journées ont été extrêmement enrichissantes, intéressantes, mais aussi très éprouvantes, et elles ont été ponctuées de nombreuses expériences formidables. Janina Seip

 

Lena Noelle Joußen et Janina Seip ont remporté le deuxième prix lors du concours régional « Jugend Forscht » pour leurs travaux de recherche sur le thème « Micro-organismes et dégradation du plastique : identification de bactéries dans l’intestin des larves de Galleria mellonella ».

 

Cela témoigne de la qualité de l’enseignement dispensé au Steinmühle : Tout comme sa collègue, le Dr Jutta Töhl-Borsdorf (à droite), lors du concours junior « Schüler experimentieren », le Dr Dietmar von der Ahe (à gauche) a lui aussi reçu le prix du meilleur accompagnateur lors du concours « Jugend Forscht ».