Les lauréats de la 23e édition du concours régional « Jugend forscht » et « Schüler experimentieren » de Heilbronn-Franconie ont été désignés. Cinq projets ont été récompensés dans la catégorie « Jugend forscht » pour les participants âgés de 15 à 21 ans, et six projets pour la catégorie « Schüler experimentieren » destinée aux jeunes inventeurs de moins de 14 ans. Au total, 73 participants se sont lancés dans la course avec 44 projets abordant l’un des sept domaines spécialisés suivants : le monde du travail, la biologie, la chimie, les sciences de la Terre et de l’Univers, les mathématiques/l’informatique, la physique et la technologie. Cette année encore, les jurés se sont montrés enthousiastes face aux nombreuses idées ingénieuses et à l’engagement des jeunes.

Cette année, l’événement n’a pu avoir lieu que virtuellement en raison de la pandémie de coronavirus. Le jeudi matin, les participants ont été accueillis via vidéoconférence par Silvia Böhler, la directrice du concours de Heilbronn-Franconie, et par Bernd Ludwig, chargé du parrainage du concours et responsable de formation au sein du site d’ebm-papst à Mulfingen. Le Dr Stephan Arnold, directeur du département Recherche et Développement du groupe ebm-papst, a également prononcé un discours de bienvenue.

Les participants se sont ensuite attelés à la « construction de leur stand » virtuel. Chaque projet disposait de son propre espace virtuel dans lequel les membres dudit projet étaient connectés en ligne et pouvaient présenter leurs projets. Selon un calendrier bien défini, le jury a « rendu visite » aux jeunes chercheurs dans leurs espaces virtuels en vue d’examiner leurs projets. Ce vendredi après-midi, la cérémonie de remise des prix a également eu lieu en ligne. Le jury a ensuite pu être invité dans les différentes salles de projet virtuelles afin de discuter et d’échanger avec les jeunes participants.

Le concours régional de Heilbronn-Franconie peut compter sur un partenaire fiable. Depuis 1999, le fabricant de ventilateurs et de moteurs ebm-papst est le parrain du concours. « C’est avec un grand plaisir que nous nous engageons en faveur du ‘’Jugend forscht’’, car nous sommes intimement convaincus qu’un leader technologique se doit d’encourager les jeunes inventeurs qui s’évertuent à mettre au point des innovations », explique le Dr Stephan Arnold, directeur commercial du groupe ebm-papst à Mulfingen.

Les vainqueurs du « Jugend forscht » de la région Heilbronn-Franconie présenteront une nouvelle fois leurs projets en ligne lors du concours régional qui se déroulera du 22 au 24 mars 2021. S’ils parviennent là aussi à convaincre le jury d’experts et si tant est que la réglementation relative à la pandémie en vigueur à ce moment-là le permet, ils se rendront à Heilbronn du 27 au 30 mai 2021 pour la finale nationale. Les inventeurs retenus au « Schüler experimentieren » se mesureront aux meilleurs jeunes talents du Bade-Wurtemberg lors du concours régional qui aura lieu en ligne le 29 et 30 avril 2021.

Les projets suivants ont obtenu la première place dans la catégorie « Jugend forscht » :

• ChimneyBot est un robot destiné à l’inspection et au nettoyage des conduits de cheminée verticaux. Dans ce projet, l’accent a surtout été sur la sécurité, l’ergonomie et l’amélioration des processus de travail. Après avoir participé au concours et remporté la victoire régionale en 2020, Henning Abel (20 ans) et Timo Reimer (20 ans) d’ebm-papst Mulfingen ont apporté des modifications visant à améliorer l’efficacité énergétique, la fiabilité, le système de batterie et la maniabilité du robot.

• Au travers de leur projet, Angelika Koch (20 ans) d’ebm-papst Mulfingen et Pascal Boschet (21 ans) de ZIEHL-ABEGG SE à Künzelsau avaient pour objectif d’améliorer la sécurité lors de travaux sur des appareils/pièces sous tension. Ils ont mis au point un gant capable de déterminer l’intensité du champ électrique au moyen de capteurs. En cas de danger, c’est-à-dire si une personne s’apprête à toucher une prise électrique par exemple, l’alarme est déclenchée à temps via SecuGlove! . L’utilisateur reçoit également, via un écran, toutes les informations importantes, ce qui lui permet de réagir rapidement.

• Tout le monde a déjà un jour calculé la dérivée d’une fonction à l’école. Cependant, il faut savoir qu’il est aussi possible de dériver les éléments d’un programme informatique. Dans le cadre de ce projet, Can Lehmann (17 ans) du lycée Friedrich Schiller Gymnasium, à Marbach am Neckar, a développé un langage de programmation spécifique à un domaine au sein du langage de programmation Nim. Ce langage est capable de dériver automatiquement des programmes en fonction de leurs paramètres d’entrée. Par exemple, dans le secteur de l’apprentissage automatique, les dérivations sont utilisées pour optimiser les modèles. Le langage de programmation développé par Lehmann permet ici d’implémenter facilement de nouvelles opérations. Il ne se contente toutefois pas de créer uniquement des dérivations pour les programmes, mais il les compile aussi de manière automatique en codes parallélisés pour les cartes graphiques. Lehmann a également développé un framework d’apprentissage profond sur la base de son langage de programmation afin de tester celui-ci.

• Développé par Chris Specht (17 ans) de l’école Freien Schule Anne-Sophie, Künzelsau, et par Luca Herrmann (17 ans) d’ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG, le BibControl est un outil pratique qui parcourt les étagères, scanne chaque livre indexé et son emplacement actuel, et enregistre toutes ces informations dans une banque de données. L’utilisateur peut ensuite localiser le livre via une page Internet. Il permet également au personnel de la bibliothèque de savoir quels livres ont été mal classés. Parallèlement, le robot BibControl peut aussi se charger de l’inventaire fastidieux en temps réel, évitant ainsi que la tâche ne traîne pendant plusieurs années. La disparition de livres est détectée plus rapidement.

• Concernant le projet de Benedikt Müssig (20 ans) de l’université Hochschule Heilbronn et de Felix Müssig (18 ans) du lycée Erasmus-Widmann-Gymnasium de Schwäbisch Hall, il s’agit d’un système robotique intelligent et compact qui met l’accent sur la modularité, la flexibilité et l’assistance à l’opérateur : le Sort-O-Matic. De par leur structure modulaire, le bras du robot comme la plaque de base sont configurables. Le bras est notamment composé de segments individuels eux aussi modulaires. Cette modularité permet d’adapter en quelques minutes le système mécanique et les capteurs aux exigences en constante évolution. Afin de garantir une large variété de combinaisons possibles, les deux jeunes inventeurs ont développé 20 modules de bras de robot différents pouvant être disposés dans pratiquement n’importe quel ordre. L’ordre et la configuration sont automatiquement détectés. De fait, la longueur d’un bras varie entre 10 et 50 cm selon les besoins. Tous les sous-ensembles mécaniques structurants ont été fabriqués en interne par impression 3D. Les composants électroniques ont également été conçus, testés et fabriqués principalement par les deux jeunes participants.
  

Les projets suivants ont été retenus pour la catégorie « Schüler experimentieren » :

• Quelles différences entre un shampooing liquide et un shampooing solide ? Et quel produit est le meilleur en termes de qualité et d’impact environnemental ? Lucia Gritzki (12 ans) et Amelie Häußler (13 ans) du lycée Gymnasium bei St. Michael à Schwäbisch Hall se sont penchées sur la question.

• Dans le cadre de son projet, Pauline Lisa Jasmin (12 ans) du lycée Gymnasium bei St. Michael à Schwäbisch Hall, s’est intéressée aux répercussions que les derniers étés secs ont pu avoir sur une parcelle de forêt à proximité de Schwäbisch Hall qui n’a pas été exploitée ces 20 – 30 dernières années. Elle a notamment étudié la manière dont s’est développée la forêt durant ces dernières années, notamment en ce qui concerne les conditions climatiques (étés secs et chauds, et hivers doux et peu pluvieux).

• Bien souvent, si l’on en croit les publicités, les produits de nourrissement prêts à l’emploi pour poules sont complets et permettent aux poules de pondre de gros œufs dont le jaune est d’une belle couleur dorée. Mais est-ce que les premières concernées apprécient réellement ces aliments ? Ou sont-elles forcées d’ingurgiter cette nourriture toute prête alors qu’elles préféreraient de loin manger de l’herbe, des spaghettis ou encore des pommes de terre ? Après tout, nous autres, humains, n’avons aucune envie de manger des granulés, et encore de manger la même chose tous les jours. Le sens du goût est-il développé chez les poules ou tout n’est-il qu’une question de couleur et de forme ? C’est ce qu’a voulu découvrir Alisa Gerwig (13 ans) du lycée Albert-Schweitzer-Gymnasium, à Crailsheim.

• Au cours des derniers mois, Moritz Kälber (14 ans) et Mihail Ichim (14 ans) du lycée Ganerben-Gymnasium, à Künzelsau, ont développé un bras robotique humanoïde qui peut aussi bien enregistrer et reproduire des mouvements qu’être contrôlé à distance dans certaines conditions. La commande est un petit bijou d’innovation : elle peut être fixée au bras d’une personne comme une attelle, créant ainsi un pont entre le matériel informatique (le bras robotique) et le cerveau de la personne, car celle-ci prend le contrôle du robot en effectuant ses propres mouvements.

• Oscar Traphöner (12 ans) du lycée Gymnasium bei St. Michael, à Schwäbisch Hall, s’est intéressé à l’effet Mpemba : l’eau chaude gèle-t-elle plus vite que l’eau froide ? De l’eau à différentes températures est versée dans de petits récipients. L’un des récipients est rempli d’eau chaude, l’autre d’eau froide. Un mélange réfrigérant refroidit les deux récipients à -18 degrés. On arrête le refroidissement précisément à -18 °C et on contrôle régulièrement si l’eau a déjà gelé. 

• Jan Schreiber (12 ans) et Nathanael Majewski (13 ans) du lycée Gymnasium bei St. Michael, à Schwäbisch Hall, ont construit un modèle de grue avec contrepoids coulissant à partir de Lego Mindstorms et de bois. Le contrepoids est déplacé au moyen d’une chaîne afin de mieux maintenir la grue en équilibre. Un capteur gyroscopique mesure l’inclinaison de la grue et allume le moteur chargé de déplacer la chaîne sur laquelle se trouve le poids. Un autre moteur permet de commander une poulie. Tous les composants ont été programmés à l’aide du logiciel Lego Mindstorms Education.