Toutes sont françaises à l’exception de deux allemandes, deux chinoises et une marocaine, invitées. « L’idée est de montrer à nos élèves qu’ils ont une place et une formation équivalentes à celles des autres pays », explique Florent Le Bourhis, président de l’UPSTI. Robots (dont un modèle emblématique de Boston Robotics), prototypes, maquettes matérielles ou virtuelles, programmes informatiques…, un véritable laboratoire à ciel ouvert se dévoile aux yeux des visiteurs à l’occasion de ces 16èmes Olympiades.
Ce grand concours national annuel destiné aux élèves de première et terminale, spécialités SI (sciences de l’ingénieur) et STI2D (sciences et technologies de l’industrie et du développement durable), vise à leur faire découvrir concrètement le métier d’ingénieur et susciter des vocations. Avec succès. « Dans tous les lycées primés, le pourcentage d’élèves qui choisissent la spécialité SI augmente », se félicite Pierre-Louis Chiambaretto, secrétaire général de l’UPSTI. Une table ronde organisée dans l’après-midi réunit d’ailleurs deux anciens lauréats qui ont poursuivi leurs études et monté leurs entreprises autour de leurs projets.

Un moteur pour les élèves comme pour les enseignants
« En tout, ce sont 3 482 élèves, regroupés au sein de 775 équipes issues de 209 établissements nationaux qui ont postulé cette année », souligne Anthony Roux, responsable de l’organisation générale à l’UPSTI et professeur en classes préparatoires à Vanves (92). Chacune, qui a déjà franchi l’obstacle des 26 finales académiques, se compose de 4 lycéens qui ont développé avec leurs professeurs, pendant un an pour les premières et deux pour les terminales, un projet innovant et expérimental utilisant le digital et l’intelligence artificielle au service de grands enjeux sociétaux et du développement durable : la ville de demain pour les premières et les enjeux énergétiques pour les terminales. « Les projets de terminale sont donc généralement plus aboutis que ceux des premières, précise Pierre-Louis Chiambaretto. Ce qui explique que nous remettions plusieurs prix. Cela exige une grosse organisation mais la qualité des projets représente un véritable booster, y compris pour nous, enseignants ».
Chaque équipe est évaluée selon 4 grands critères : originalité / innovation, défi technologique, capacité de solution et pertinence des expériences. « Les jeunes fourmillent d’idées, poursuit-il. Ces projets leur permettent de se heurter à la réalité, beaucoup plus complexe qu’ils ne croient, ce qui constitue une chance à leur âge ».

Au gré des allées, une boîte de bois attire l’attention du visiteur. La Honey box connected est en fait une ruche connectée « capable de favoriser la vie des abeilles et de leur apiculteur », explique Rachid, élève en première STI2D au lycée Vauvenargues d’Aix-en-Provence (13). Grâce à un capteur de présence, ce dernier peut en effet détecter à distance, à l’aide de son téléphone et d’une application, l’existence éventuelle de miel. « L’interface permet de voir aussi la température et l’humidité via un second capteur », précise Elyes. Lors des travaux préparatoires menés auprès d’un apiculteur avec leurs coéquipiers, Mahel et Raphaël, ils apprennent que les abeilles se montrent moins productives à des températures supérieures à 30°C car elles sont contraintes de battre des ailes pour se rafraîchir et se fatiguent. Le système comprend ainsi un petit moteur qui ouvre la ruche pour créer un courant d’air dès que ce seuil est dépassé et la referme une fois la température régulée. « Le taux d’humidité constitue aussi un indicateur central pour l’apiculteur, précise Rachid. C’est en effet lui qui va lui indiquer si la ruche est en bonne santé ou pas ».
Le contrôle pouvant s’effectuer à distance, la Honey box connected s’avère particulièrement précieuse dans un environnement urbain où elles se trouvent plus dispersées qu’à la campagne. Un gain de temps et de productivité que vante Elyes, en bon commercial : « notre ruche représente un bon investissement car le coût de ses pièces n’excède pas 80 euros ». Evoluant au sein d’un lycée polyvalent qui possède également une classe spécialisée dans la menuiserie, ils ont sollicité leurs camarades pour réaliser la ruche à partir du plan qu’ils avaient élaboré. Lequel inclut même une entrée réduite de façon à interdire l’accès aux impitoyables prédateurs que constituent les frelons asiatiques, ainsi qu’un filet contre les lézards. « Nous pensons d’ores et déjà à la prochaine étape : le dépôt de brevet », concluent dans un grand sourire les quatre passionnés qui envisagent tous des études d’ingénieurs. « Ce projet nous a donné envie d’en faire notre métier, de créer, de réfléchir à la résolution de problèmes. Il nous a ouvert les yeux sur du concret et la réalité du monde du travail, en nous apportant une réelle fierté ».

Le projet Dynaboost est né au lycée Jean Mermoz de Saint-Louis (68). Ce kit d’assistance électrique, installé sur un vélo, permet une accélération soudaine et spontanée, notamment dans le cas d’un refus de priorité où un simple coup de frein ne permettrait pas d’éviter l’impact. Du vécu pour ses jeunes inventeurs, Firyel, Samuel, Léo et Nathan, élèves de première SI et cyclistes au quotidien. A l’origine de l’idée, Firyel évoque les balades dominicales de son enfance avec son père durant lesquelles elle adorait jouer avec la dynamo. Elle parle de cet accessoire comme d’une « inspiration vintage » utilisée de manière inversée : ici, c’est l’énergie électrique qui se transforme en énergie mécanique via une interface utilisateur installée sur le guidon, au design très 80s.
Le système est pilotable soit manuellement, soit par automatisme ayant recours à l’intelligence artificielle, qui les a amenés à reproduire une vingtaine de fois chaque mouvement dans une optique de machine learning. Pour qu’il puisse s’installer facilement, le quatuor a opté, après de savants calculs, pour une petite batterie de 1 300 ampères-heure (mAh), soit une capacité moteur de 50 secondes amplement suffisante pour son usage. Le développement durable est aussi pris en compte : la partie impression 3D est réalisée à partir de PLA, un bioplastique, et le système se répare facilement grâce à l’utilisation d’inserts en laiton et de vis standard.
« Au départ, il s’agissait d’un simple projet scolaire, souligne Samuel, mais il a plu à notre professeur qui nous a inscrits au concours ». Une excellente intuition puisque tous reconnaissent être allés plus loin que ce qu’ils pensaient… et ne pas vouloir s’arrêter là ! S’ils ont ainsi créé une boutique en ligne, ils ont aussi mis leur création à disposition en open source : « Les composants étant standard, tout le monde peut les acheter et nous avons mis un lien vers la modélisation 3D du moteur et de l’interface », sourit Nathan qui, comme ses camarades, se destine à… des études d’ingénieur.

On trouve de tout sur les Olympiades… même un minigolf mobile, modulaire et autonome en énergie ! Maxence, Diego, Melina, Jules et Alex sont élèves de terminale STI2D sur le campus La Châtaigneraie au Mesnil-Esnard (76), près de Rouen, avec différentes spécialités : énergie, numérique… Diego explique : « nous voulions créer un projet à la fois innovant, ludique et utilisable par tous et partout, notamment dans les campings et centres de loisirs, tout en étant le plus écoresponsable possible ». Or un minigolf traditionnel s’avère relativement polluant, entre le bétonnage, les matériaux utilisés…
Afin de réduire la surface nécessaire et l’artificialisation du sol, l’idée leur est venue d’une version transportable de taille réduite. Elle se compose de trois modules démontables, utilisables tant en intérieur qu’en extérieur. Chacun est doté d’automatismes de contrôle permettant de piloter les parties mobiles et de modifier ainsi la configuration du terrain via Bluetooth. Les pièces plastiques sont constituées d’amidon de maïs, les coulissantes de contreplaqué et de PLA, et le sol d’une chute de moquette glanée auprès des parents d’un camarade, spécialisés dans les jeux pour enfants. Les seules parties achetées sont les barres d’acier qui encadrent les panneaux solaires. « Tous les matériaux sont de la récupération. La maintenance du campus nous a aussi beaucoup aidés, notamment pour la visserie. Nous avons aussi sollicité de nombreux corps de métiers et d’autres filières du lycée pour optimiser le système, tels les bacs pros pour la métallerie. C’est véritablement un projet collectif, gratifiant pour chacun ». Plusieurs technologies ont été utilisées : électronique, électricité renouvelable (solaire et éolienne), mécanique, contrôle, simulation, numérique avec, entre autres, de l’IA pour localiser la balle sur le parcours afin de détecter les coups et les scores par joueur.
L’équipe pense d’ores et déjà à une possible industrialisation du process et à un dépôt de brevet, avec un modèle économique basé sur la vente – le prix public moyen est estimé à 2 500 euros - ou la location, ainsi qu’à la création d’un site web et d’une appli. Et s’ils envisagent des chemins différents pour y arriver (prépa, BTS, DUT…), chacun de ses membres ambitionne d’ores et déjà d’accomplir des études d’ingénieurs !

L’une des deux équipes chinoises présentes a imaginé des sièges intelligents pour bus électrique basés sur la génération d’énergie par vibration, dans l’optique par exemple de charger les téléphones portables ou d’alimenter le véhicule. « Notre institut, qui dépend de l’université d'aéronautique et d'astronautique de Pékin, mène un projet sino-français avec l’Enac », précise Candice. Avec ses coéquipiers, elle est partie du constat que si les transports en commun produisent encore trop souvent des gaz à effet de serre, la circulation d’un bus génère aussi des vibrations. Ils ont donc mis au point un dispositif installé sous un siège ordinaire composé de 3 parties : 5 couches de poutres en forme de flèche à centre convergeant en matériaux piézoélectriques, un amplificateur de résonance élastique et une base conique. Lorsque le bus roule et que les passagers s’assoient, les masses en plomb font vibrer les ressorts situés à l’intérieur des supports et les poutres supérieures et inférieures déforment les céramiques piézoélectriques, ce qui produit de l’électricité. Chaque autobus peut ainsi générer 11,69 kWh par jour, soit une économie de 4 000 euros par an.