Optimizing Bio-Inspired and Implantable Batteries for Next-Generation Medical Devices

Modern implantable medical devices, such as pacemakers or neural sensors, require reliable power sources. Currently, most rely on lithium-ion batteries, which pose health risks: they are rigid, can irritate tissue, leak toxic materials, and generate heat during use. To find a safer alternative, nature offers a fascinating blueprint: the electric eel, which uses ion gradients within specialized organs to produce electricity. Inspired by this, a soft, water-based hydrogel battery has been developed. Because it is flexible, transparent, and thermally stable, it shows promise for powering implantable devices. My work focused on improving these gel batteries by adding charged polymers. The experiments increased the battery’s voltage by up to 20%, but also introduced a challenge: the polymers blocked ion movement, increasing resistance and reducing power output. A potential solution is to permanently bond these polymers to the gel structure, keeping pathways clear. By refining this process, we can create sustainable, life-saving implants that are soft, safe, and entirely free from the risks of leaks or overheating associated with conventional batteries.

Prix spécial « London International Youth Science Forum » - Invitation à participer au camp d’été scientifique London International Youth Science Forum. Chaque année, environ 500 étudiant·e·s âgé·e·s de 16 à 21 ans et venant de 70 pays profitent de ce camp d’été MINT de 15 jours. Le programme comprend des conférences données par des scientifiques de renom, des visites de laboratoires et d’universités, ainsi que des activités culturelles internationales.

Tuteur : Tobias Fuhrer

Faut-il reconsidérer la nature humaine à la suite de la mise au point de nouvelles techniques telle que la thérapie génique germinale ?

La thérapie génique somatique est une intervention médicale visant à corriger des mutations génétiques en agissant directement sur les gènes défectueux d’un individu. À l’inverse, la thérapie génique germinale s’applique aux cellules embryonnaires ou reproductrices. Les modifications introduites s’inscrivent alors dans la lignée germinale et deviennent transmissibles à l’ensemble des descendants. Dès lors, une question fondamentale se pose : un tel acte remet-il en cause la définition même de la nature humaine ? Ce travail propose, dans un premier temps, d’examiner différentes approches philosophiques afin de préciser ce que l’on entend par « nature humaine » et de déterminer le statut de l’embryon. Dans un second temps, il analyse les implications de la thérapie génique germinale sur cette notion.

Tuteurs : Stève Bobillier et Emmanuel Mejia

Le genre dans l’art : regards sur les femmes chez les impressionnistes

Depuis les années 70, les gender studies ne cessent de se développer, notamment grâce à leur reprise par les mouvements féministes. La représentation du genre fait l’objet de toujours plus de questions et de réflexions, en particulier pour la figure féminine. Qu’en est-il dans l’art, et plus spécifiquement dans le premier mouvement artistique dit moderne, l’impressionnisme ? Ce travail analyse, compare et questionne la représentation picturale des femmes chez trois artistes français contemporains et membres du groupe impressionniste : Paul Cézanne, Pierre-Auguste Renoir et Berthe Morisot. À partir d’analyses d’œuvres, il étudie comment chaque artiste construit une image différente du sujet féminin, en la reliant à son contexte de production. Ici l’étude du contexte historique, sociétal et artistique du XIXᵉ siècle en France et les biographies des auteurs s’avèrent utiles et apportent des réponses au regard actuel porté sur ces représentations. Entre romantisation, violence, réalisme et agentivité, les résultats soulignent la nécessité de questionner le passé et l’actualité des enjeux de genre dans l’art, notamment à travers les notions de male et female gaze.

Tutrice : Regula Botta

La lutte contre l’alcoolisme au Tessin au XX^ème siècle, un combat de mon arrière-grand-père Emilio Agostinetti

Emilio Agostinetti est un activiste de la lutte contre l’alcoolisme au Tessin au 20ème siècle. L’alcool est, à cette époque, un problème socio-sanitaire majeur. Ces boissons que l’on trouve partout sont la cause de nombreux malheurs (accidents, maladies, etc.). En tant qu’employé des syndicats des cheminots, Emilio Agostinetti est confronté à des situations dramatiques de personnes qui à cause de leur dépendance perdent leur travail mettant ainsi à rude épreuve toute leur famille. Pour essayer de contrer ce problème, il s’engage de différentes manières, en écrivant, entre autres, un opuscule de propagande antialcoolique intitulé « Il Nemico » qui a été analysé. Ce travail reconstruit le contexte dans lequel son engagement est né et les différentes formes qu’il a pris en illustrant ainsi un exemple dans la lutte contre l’alcoolisme durant le siècle passé.

Enseignant : Marc Kleinewefers

Peut-on créer un film de gélatine pour remplacer le revêtement en polymère de synthèse des pastilles de lave-vaisselle ?

Les polymères issus de la pétrochimie sont partout dans la vie courante. Ce travail étudie la possibilité de substituer le film d’alcool polyvinylique (PVA) des pastilles de lave-vaisselle par un film de gélatine plastifié avec du sorbitol qui réponde aux principes de la chimie verte. Pour obtenir un film de gélatine plus souple, différentes concentrations de sorbitol, un plastifiant, ont été testées (0-60% g/g). Les tests de traction ont montré que les films de gélatine avec 60% g/g de sorbitol ont un module d’élasticité très proche de celui du PVA. Après deux semaines de stockage et au contact du détergent et de l’humidité, nous avons observé qu’il y avait des altérations similaires à la surface des films de gélatine et de PVA, mais sans aucun trou. Mes travaux ont démontré qu’il existe une voie de synthèse du film de gélatine qui respecte les principes de la chimie verte. Le remplacement des films de PVA par de la gélatine semble possible, mais il faut approfondir la caractérisation des altérations de ces films lors de stockage plus long.

Prix spécial «START Summit» - Invitation à participer au START Summit à St-Gall, la principale conférence européenne sur l’entrepreneuriat et la technologie, organisée par des étudiant·e·s.

Enseignant : Simona Ciobanu Salluce

Le dessin, un outil pour identifier l’émergence de comportements complexes chez des robots

L’évolution des robots avec des fonctionnalités de plus en plus sophistiquées a permis de les doter de comportements complexes. Ce progrès a ouvert la voie à l’exploration de stratégies d’apprentissage de comportements complexes, impliquant un ou plusieurs robots. L’analyse de ces comportements intéresse les chercheur·euse·s depuis une trentaine d’années. Ils se sont penchés sur les aspects suivants: détection de comportements anormaux, réactivité des robots à de nouvelles situations. Toutefois, les études scientifiques sur l’émergence spontanée de comportements restent limitées, en particulier dans le cadre d’interactions impliquant plusieurs robots. Dans ce contexte, mon étude propose une approche innovante basée sur le dessin permettant d’identifier et d’analyser l’émergence de comportements complexes au sein d’un groupe de robots évoluant dans un environnement simplifié. Les résultats de mes expériences montrent qu’il est possible de détecter l’émergence de comportements complexes, non seulement grâce aux motifs apparaissant dans le dessin, mais aussi par leur absence. Mon travail a des implications, notamment dans la détection d’anomalies au sein de systèmes multi-agents, comme des réseaux de voitures autonomes, où un dysfonctionnement pourrait être fatal.

Prix spécial «START Summit» - Invitation à participer au START Summit à St-Gall, la principale conférence européenne sur l’entrepreneuriat et la technologie, organisée par des étudiant·e·s.

Enseignant: François Sprumont

Imardin, une ville contestée : Politique et géographie dans la fantasy

Ce travail est basé sur La Trilogie du Magicien noir, une œuvre littéraire de l’auteur australienne Trudi Canavan. Dans ces livres de genre fantasy est construit un monde qui soulève des problématiques géopolitiques telle que la ségrégation sociale et l’inclusivité. Ce travail peut être résumé en quatre grandes parties. Premièrement, il aborde la question de l’utilisation de la fantasy pour émettre une critique de la société. Dans un deuxième temps, il présente une analyse de la géographie physique de la ville et de la répartition du pouvoir politique en son sein pour mieux comprendre le cheminement des personnages qui interagissent avec cet espace. À la suite de cela, il interroge les politiques sociales décrites dans l’univers de Canavan au prisme de quatre des piliers de l’inclusivité proposés par le Congrès de CGLU (la non-discrimination, l’accessibilité aux besoins de base tel que la santé et l’éducation, la sécurité et l’appartenance). Finalement, il étudie l’évolution physique de la capitale Imardin et son influence sur le pouvoir politique qui y siège.

Enseignant : Julien Knebusch

L’ambivalence de Robespierre de héros des Lumières à tyran déchu ?

Tantôt considéré comme le libérateur des maux de la France de l’ancien régime, tantôt comme le plus liberticide et vil personnage de la Révolution française, la figure du révolutionnaire Maximilien Robespierre est sans nul doute l’une des figures les plus polarisées de l’histoire politique occidentale. Cette ambivalence quant à l’action politique de Robespierre n’est pas uniquement contemporaine de la Révolution française. Elle reste encore actuelle de nos jours comme l’illustrent diverses récupérations de sa figure afin de justifier ses propres idéaux politiques, à l’image de Jean-Luc Mélenchon. Ce travail consiste à replacer Robespierre dans un débat instruit des catégories morales et politiques de son temps afin de contourner la vision d’un Robespierre sans nuances qu’une partie de l’historiographie contemporaine a inscrit dans les mémoires collectives.

Enseignant: Vincent Robadey

Torn between Identities - How the Concept of Identity Is Negotiated in the Poetry of Migration

Poetry of migration. It engages with the question of who someone is and what is necessary in order to identify with a place. This paper explores how the concept of identity is negotiated in the poetry of migration by analysing five poems written by four different contemporary poets of migration: Oscar Gonzales, Warsan Shire, Ocean Vuong and Rupi Kaur. Even though the poets differ in their heritage, their gender, and their journey of migration, they have all immigrated to the English-speaking world and nowadays, due to their education and academic careers, are living in similarly privileged circumstances. Their shared interest in experiences of living in a Western country as a person with a migration background suggest that issues linked to migration are much more about structures and systems imposed on people perceived as migrants.

Enseignante: Sandra Chetany

Los Angeles sous l'œil de Damien Chazelle : Comment la ville et ses habitants s'influencent mutuellement.

Mon travail analyse Babylon et La La Land, deux films réalisés par Damien Chazelle, du point de vue de la ville, en l’occurrence Los Angeles. Il traite plus précisément de l’impact qu’elle a sur les personnages dans leur évolution au cours de chacun des films. L’analyse se base sur le départ des personnages de Los Angeles, un élément narratif commun aux deux œuvres.

La ville est donc étudiée au prisme du départ des personnages, de leur perception de cette dernière, de l’imaginaire qu’ils ont de Los Angeles et de la manière dont ces éléments les influencent. Une partie est consacrée aux souvenirs et au passé pour aborder l’idée de l’évolution d’une ville afin de voir comment les personnages existent au sein de celle-ci. Los Angeles est aussi analysée à travers la manière dont elle est filmée, afin de saisir ce qui est montré au spectateur, mais surtout de quelle manière. Finalement, une dernière partie considère les personnages à travers la figure du flâneur.

Enseignant : Julien Knebusch

Invité comme finaliste, j’assiste à la remise des prix du KI Challenge, le concours d’IA pour les lycéens. Le prix « AI for Good » est attribué à une équipe de Zoug, dont l’IA corrige les postures lors d’exercices de renforcement et de musculation. Celui du « Creative Coding » revient à Levin de Zurich, qui a développé un programme dont l’IA synthétise les idées rédigées en vrac. Rien pour moi, je suis un peu déçu. La satisfaction d’avoir terminé un projet et d’avoir été nominé parmi les 50 équipes n’en demeure pas moins.

Et soudain surprise ! Le jury a ajouté un « Spezialpreis: Abschlussarbeit », prix du travail de maturité, que je reçois. Il faut monter sur scène, répondre aux brèves questions d'une présentatrice de l’émission « Einstein » de la SRF. Heureusement, le temps qui m’est imparti ne s’éternise pas. À la suite d'une interview minute et quelques photos prises, on me libère !

C’est l’aboutissement d’une aventure commencée dix mois auparavant, à savoir la recherche d’un sujet pour mon travail de maturité. Je suis intéressé par l’informatique, l’IAen particulier, mais que proposer ? Monsieur Sylvain Stotzer, mentor de plusieurs travaux de maturité autour de Google nGram – une base de données qui recense la fréquence d’usage des mots dans les livres depuis 1850, vient à mon secours. Quelques entretiens plus tard, le sort en est jeté : mon travail de maturité consistera à coder une IA, qui prédira l’évolution future de l’usage des mots. Je commence mes recherches. OpenClassRooms offre une excellente introduction et sur la chaine Youtube « Machine Learnia » la programmation et le fonctionnement général d’une IA sont très bien expliqués. Après une cinquantaine d’heures de travail, j’ai acquis les bases. Mais je bute sur de nombreuses questions, informatiques ou mathématiques : il va falloir un temps infini pour les résoudre seul. Je contacte donc l’UNI de Fribourg, l’EPFL, l’ETH, et là je découvre que l’ETH organise un concours, le KI Challenge qui permet à des lycéens de réaliser un projet d’IA, encadré par une équipe spécialisée. Le Collège Saint-Michel accepte que ce projet fasse partie de mon travail de maturité, je m’y inscris.