Les STEM pour sauver le monde

Bingy (Bin to Energy), AlkelbulTeck, EduSustain Lebanon et Hydrostruct ont été récompensés parmi 25 candidatures provenant de diverses universités lors du défi STEM pour la durabilité, organisé en novembre dernier à l’Université américaine de Beyrouth (AUB). Axés sur la santé, l’environnement ou l’éducation, ces projets ont proposé des solutions basées sur les STEM répondant à au moins deux objectifs du développement durable de l’ONU.

Transformer les déchets organiques en biogaz et en engrais

Prix de la meilleure solution globale, le projet Bingy porte sur la valorisation énergétique des déchets organiques, en les convertissant en biogaz et en engrais grâce à la digestion anaérobie. « L’objectif principal était de proposer une solution respectueuse de l’environnement, réaliste pour le Liban et centrée sur l’humain, non seulement sur la technologie. Nous avons souhaité démontrer que la durabilité peut être à la fois pratique, accessible et porteuse d’impact lorsque l’innovation est conçue en réponse à de réels besoins sociaux », souligne Ola Tourbah, 19 ans, étudiante en 2e année d’administration des affaires à l’AUB, avec une spécialisation en gestion des opérations et une mineure en durabilité des entreprises.

Indignés contre la crise environnementale et énergétique au Liban, Ola Tourbah et son coéquipier, Ahmad Machmouchi, 19 ans et étudiant en 2e année de génie mécanique à l’AUB, ont constaté que les déchets organiques, produits en grande quantité, sont perçus comme un fardeau plutôt que comme une ressource, alors que le pays subit encore des pénuries d’électricité et une dégradation environnementale croissante. « Cette contradiction nous a poussés à réfléchir autrement. Et si les déchets pouvaient devenir une partie de la solution ? Nous avons ainsi proposé un système permettant de transformer les déchets organiques en énergie à travers des procédés durables, réduisant la pression sur les décharges, tout en produisant une source d’énergie locale. La solution a été pensée pour être évolutive, orientée vers les collectivités et adaptée au contexte libanais », explique Ola Tourbah.

Né d’une collaboration multidisciplinaire entre les domaines de l’ingénierie et du management, le projet Bingy relie les deux enjeux, environnemental et énergétique, afin de proposer « une réponse intégrée et durable », « car le Liban n’a pas besoin de solutions à court terme ». L’approche adoptée met ainsi l’accent « sur l’implication locale et sur une innovation éthique, faisant de la durabilité un processus auquel les citoyens peuvent participer activement, et non pas un concept abstrait », poursuit Ola Tourbah. Pour cette équipe lauréate, le principal défi a été par conséquent « de garantir que la solution soit innovante tout en restant réalisable dans les limites économiques et infrastructurelles du Liban ».

Pour cela, il a fallu trouver un équilibre entre les approches scientifiques d’une part, et les critères économiques et financiers, de l’autre. « Ce qui nous a permis de nous démarquer, c’est la répartition du travail en fonction des compétences de chacun, selon nos parcours respectifs. L’un s’est davantage concentré sur les aspects STEM, tandis que l’autre s’est penché sur la faisabilité économique. Nous avons également approfondi l’approche commerciale en développant un modèle spécifique de coûts et de retour sur investissement, adaptable à différents scénarios de mise en œuvre de l’innovation », explique l’étudiante en administration des affaires. D’ailleurs, pour cette équipe, le prix constitue une source de motivation pour que la solution que Bingy propose « passe du papier à la réalité », espérant que, grâce à ce genre de compétitions, « davantage de problèmes puissent être résolus et que la qualité de vie s’en trouve améliorée », conclut Ola Tourbah.

Des déchets plastiques aux prothèses myo-électriques

Face à la croissance de la pollution plastique, d’une part, et à l’accès limité aux technologies d’assistance médicales, d’autre part, sur le plan financier, le projet AlkelbulTeck, prix du meilleur impact environnemental, répond à un double enjeu. Il porte sur la modélisation 3D et la fabrication de prothèses myo-électriques de membres supérieurs et des cuisses, à partir du recyclage des déchets plastiques, pour soutenir les personnes amputées suite aux conflits armés.

À l’initiative du projet, Palesa Relebohile Moiloa, 19 ans, étudiante en 1re année à l’AUB et passionnée d’ingénierie mécatronique, avait conçu l’idée alors qu’elle était étudiante à l’African Leadership Academy (ALA), en Afrique du Sud, en 2025, dans le but de « répondre à la fois à la réduction de la pollution, ainsi qu’aux défis rencontrés dans le domaine médical », note-t-elle.

À travers la compétition Le défi STEM pour la durabilité, cette étudiante originaire du Lesotho, pays enclavé en Afrique du Sud, a souhaité développer son idée dans l’espoir d’améliorer le modèle de prothèse qu’elle avait conçu à l’ALA. « C’est à ce moment-là qu’est née l’idée d’une prothèse myo-électrique. Nous avons décidé de développer une solution intégrant une technologie plus avancée, plus fonctionnelle et plus innovante », a-t-elle poursuivi.

Composée également des étudiantes en 1re année à l’AUB Albright Apiaptse Njapah, 21 ans, Precious Ngenwie Tamasang, 18 ans, et Merveille Divine Dzossa, 19 ans, ainsi que de Bolanle Victoria Agbede, 26 ans, master en génie civil et environnemental également à l’AUB, l’équipe a perçu dans le projet une réponse à des défis communs entre le Lesotho et le Liban. Elle a visé à « proposer des solutions prothétiques fonctionnelles, accessibles et à coût réduit, destinées aux personnes issues de foyers à revenus faibles et intermédiaires ».

Basée sur une approche mécatronique, la prothèse myo-électrique peut être fabriquée localement. « L’intégration de la technologie, du design et de la mécanique permet également de personnaliser les prothèses selon les besoins de chaque utilisateur, améliorant ainsi la mobilité, l’autonomie et la qualité de vie. Ce sont des éléments essentiels dans des contextes médicaux sous-équipés », affirme Palesa Relebohile Moiloa. Favorisant l’autonomisation des communautés locales au Lesotho et au Liban grâce à sa durabilité, ce projet « réduit la dépendance aux technologies importées et aligne les solutions d’ingénierie sur des besoins sociaux et environnementaux réels », ajoute cette étudiante.

Pour l’équipe d’AlkelbulTeck, remporter le prix constitue non seulement une reconnaissance qui motive les étudiantes à améliorer leur projet « et à étendre son impact au-delà du cadre de la compétition », mais aussi une responsabilité, « celle de continuer à innover, soutenir nos communautés et ouvrir la voie à davantage de femmes désireuses de s’imposer et de diriger dans les domaines des STEM ».

La sensibilisation des jeunes aux ODD de l’ONU

Le projet porte sur la conception d’une application mobile éducative bilingue (arabe et anglais) dont le but est d’initier les enfants de 9 à 13 ans aux Objectifs de développement durable (ODD) de l’ONU, de manière ludique et interactive, visant à garantir à tous les élèves une égalité des chances en matière d’apprentissage.

Prix de la meilleure équipe multidisciplinaire, EduSustain Lebanon est signé par des étudiants de l’AUB, dont deux en 4e année : Paolo Hadaie, génie informatique et des communications, et Houssam Moustapha, génie électrique et informatique, ainsi que quatre en 3e année : Lara Merhi, santé environnementale, Ibrahim Chahbaz, génie mécanique, Hadil Sari, génie civil et environnemental, et Randi Ghazal, génie industriel. Pour cette équipe, remporter ce prix revêt une valeur particulière. Bien que venant de disciplines et d’approches différentes, ils se sont sentis « unis par un objectif commun. Celui d’avoir un impact positif sur la vie des élèves libanais à travers l’éducation », note Paolo Hadaie, 23 ans.

En plus de l’initiation des enfants aux ODD, l’équipe d’EduSustain Lebanon espère que l’application pourra encourager les jeunes utilisateurs à traduire les Objectifs du développement durable en actions concrètes et locales, afin de provoquer un changement au sein de leurs communautés.

Dans la pratique, l’application comprend une section dédiée aux histoires interactives, incitant les élèves à prendre des décisions liées à la durabilité dans des situations de la vie réelle. Une autre section comporte de courtes leçons portant sur les ODD, suivies d’activités également interactives permettant d’évaluer leurs acquis. L’équipe a travaillé le contenu de l’application de sorte qu’il soit adapté « au contexte libanais afin d’aider les jeunes à mieux comprendre et s’approprier les concepts », selon Paolo Hadaie. Un système de progression permet d’encourager l’engagement des utilisateurs dans l’apprentissage. « Les enfants assimilent mieux les concepts lorsqu’ils sont exposés à l’interaction, à la narration et à la répétition à travers des activités pratiques, plutôt qu’à une lecture passive. La ludification et le micro-apprentissage sont essentiels pour maintenir l’attention, tandis que le storytelling permet d’aborder des problématiques complexes liées à la durabilité de manière plus émotionnelle et contextualisée », explique l’étudiant en génie informatique et des communications.

Par ailleurs, l’idée d’EduSustain Lebanon a germé lorsque certains membres de l’équipe ont constaté que peu d’enfants parviennent à relier les ODD aux problèmes qu’ils vivent au quotidien, tels que les pénuries d’eau, les coupures d’électricité, la mauvaise gestion des déchets ou la dégradation de l’environnement. Afin de « combler le fossé entre le savoir et l’action et de générer un impact sociétal durable, nous avons ressenti le besoin de concevoir un outil d’apprentissage alternatif, flexible et engageant, capable de capter l’attention des élèves issus de la génération numérique, qui apprennent davantage par l’interactivité et les supports visuels, et de les encourager à devenir de véritables ambassadeurs de la durabilité », affirme Paolo Hadaie.

Suite à la reconnaissance reçue au cours de la compétition Le défi STEM pour la durabilité, l’équipe envisage d’organiser un boot camp sur la durabilité, un programme éducatif interactif de deux jours, afin de sensibiliser les élèves aux principaux défis qui y sont liés et auxquels le Liban est confronté. En parallèle, elle souhaite soumettre une proposition au ministère de l’Éducation et de l’Enseignement supérieur afin d’intégrer le programme dans les cursus scolaires.

Du brouillard et de la rosée pour approvisionner les zones rurales en eau

Prix du choix du public, Hydrostruct constitue un système hybride qui apporte aux communautés rurales une solution tangible pour faire face aux pénuries d’eau. « Ce prix constitue une validation profonde. Il montre que notre projet a su toucher les gens, en transmettant non seulement le « comment », mais surtout le « pourquoi », soit l’urgence du problème et l’espoir concret qu’offre notre solution », estime Amira Hijazi, 20 ans, 3e année en santé environnementale à l’AUB et membre de l’équipe derrière ce projet, avec Majd Khattar, 19 ans, 2e année en santé environnementale à l’AUB, ainsi que deux étudiants en génie mécanique, Ranim Khattar, 18 ans, 1re année à l’AUB, et Mounia Bazzi, 20 ans, 3e année à l’Arizona State University.

Tenant compte des deux critères, technique et social, l’équipe a visé un triple objectif, selon cette étudiante. Sur le plan technique d’abord, elle a adapté le système aux microclimats côtiers et montagneux du Liban, de sorte à produire entre 3 et 10 litres d’eau par mètre carré et par jour, avec un apport énergétique minimal. Concernant l’objectif social, il a consisté à « fournir une source d’eau décentralisée, fiable et abordable pour les ménages ruraux et l’agriculture à petite échelle, réduisant la dépendance aux réseaux publics défaillants ou à l’eau de camions-citernes coûteuse et polluée ». En parallèle, un troisième objectif, environnemental, permet de « promouvoir une solution durable et résiliente face au changement climatique, allégeant la pression sur les nappes phréatiques surexploitées ».

D’ailleurs, si Hydrostruct a vu le jour, c’est parce que les membres de l’équipe ont réalisé la gravité de la crise hydrique au Liban, « qui dépasse largement la simple question du manque de précipitations. Le problème central repose sur une dangereuse combinaison de pénurie, de pollution et de mauvaise gestion », note Amira Hijazi, évoquant le pompage excessif des nappes phréatiques, la contamination des eaux de surface par les eaux usées, les rejets agricoles et les déchets industriels, ainsi qu’une distribution intermittente de l’eau par le réseau public. « Notre projet est donc né de la nécessité urgente de repenser l’approvisionnement en eau selon un modèle alternatif, décentralisé, exploitant des ressources naturelles sous-utilisées et renforçant l’autonomie des communautés plutôt que leur vulnérabilité », souligne-t-elle.

Par ailleurs, Hydrostruct consiste en un système passif qui repose sur la collecte de l’eau contenue dans l’atmosphère, sous forme de deux phénomènes naturels : la rosée et le brouillard. « Cette approche hybride garantit un fonctionnement tout au long de l’année. La collecte du brouillard prédomine durant les saisons plus humides, tandis que la rosée complète l’approvisionnement pendant l’été sec, assurant ainsi une source d’eau plus résiliente et régulière », assure Amira Hijazi. Sur le plan technique, Hydrostruct se compose de deux éléments principaux, d’après cette lauréate. D’une part, les collecteurs de brouillard, de grands panneaux verticaux en maille fine, piègent les gouttelettes lorsque l’air chargé de brouillard les traverse. Celles-ci s’agrègent en gouttes plus grosses qui s’écoulent vers des gouttières et des réservoirs de stockage. Ces collecteurs seront installés dans des sites stratégiques, caractérisés par une forte humidité et des vents réguliers. D’ailleurs, les zones côtières et les régions montagneuses « présentent une humidité relative élevée, souvent supérieure à 70 %, et connaissent fréquemment des épisodes de brouillard, notamment en été », constituant ainsi, selon l’équipe, une opportunité inexploitée.

D’autre part, les collecteurs de rosée, des condenseurs radiatifs consistant en des surfaces lisses spécialement conçues pour se refroidir durant la nuit, provoquent la condensation de la vapeur d’eau atmosphérique. « Nous proposons l’intégration de refroidisseurs thermoélectriques alimentés par énergie solaire afin d’augmenter l’efficacité et le rendement de la condensation », ajoute cette étudiante.

Correspondant aux ressources disponibles dans notre pays et peu énergivore, le système que propose Hydrostruct peut également être décentralisé et modulable, pouvant être déployé à l’échelle d’une habitation tout comme à celle d’un village, sans nécessiter une infrastructure lourde. De plus, sur le plan économique, « notre étude de faisabilité estime le coût de production à environ 0,25 dollar par mètre cube, un coût compétitif, voire inférieur à celui de l’eau livrée par camions-citernes ou du dessalement », affirme Amira Hijazi.

En somme, la distinction reçue lors de la compétition motive l’équipe à engager le dialogue avec les décideurs, les ONG et les communautés locales afin de concrétiser son projet. « Ce prix n’est pas une finalité, mais une étape encourageante vers un impact réel sur le terrain », assure ainsi l’étudiante en santé environnementale.