Pleins feux : Stephanie Chu, lauréate de l'expo-sciences SCWIST 2024
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Le prix de l'expo-sciences SCWIST
Chaque année, nous présentons le Prix du concours scientifique SCWIST aux jeunes filles de la 8e à la 10e année à chacune des 14 expo-sciences de district en Colombie-Britannique et au Yukon pour des projets qui font preuve de curiosité, d'ingéniosité et d'innovation.
Cette année, nous sommes honorés d'avoir décerné à Stephanie Chu le prix SCWIST Science Fair pour la région du Grand Vancouver, pour son projet sur le refroidissement radiatif infrarouge.
Stephanie Chu est une élève de 9e année à Burnaby, en Colombie-Britannique, qui incarne une passion pour l'apprentissage et une volonté de faire une différence dans sa communauté. Parallèlement à ses activités académiques, Stephanie est activement impliquée dans diverses activités parascolaires, notamment en tant que représentante du conseil étudiant et en participant à l'équipe de direction de l'école. Elle aime participer à des expo-sciences et à d’autres événements et compétitions d’équipe en mathématiques, en robotique et en natation.
Pourriez-vous nous parler de votre projet pour l'expo-sciences de cette année ?
Le sujet de recherche que j'ai choisi pour l'expo-sciences de cette année était de trouver des moyens de rafraîchir nos espaces de vie et l'environnement sans consommer d'énergie ni générer plus de chaleur. Les systèmes de climatisation utilisent beaucoup d'électricité pour refroidir une pièce et, ce faisant, génèrent plus de chaleur qui doit être libérée dans l'environnement, ce qui contribue à augmenter la température de l'environnement. Je voulais voir s'il existait une alternative plus écologique et plus économique pour rafraîchir nos espaces et j'ai donc décidé de me concentrer sur la relation entre la couleur et la chaleur et le refroidissement radiatif infrarouge pour mon projet d'expo-sciences. Le rayonnement infrarouge est ce que nous appelons de la chaleur, et les gaz à effet de serre les maintiennent piégés dans notre atmosphère.
Pour ce faire, j'ai trouvé des matériaux qui réfléchissent la bande infrarouge et qui peuvent envoyer de l'énergie thermique à travers l'atmosphère terrestre et dans l'espace, plutôt que de la garder dans l'atmosphère terrestre !
J'ai trouvé deux produits présentant cette caractéristique : le carbonate de calcium et le sulfate de baryum. Ces deux composés ont un indice de réfraction élevé et une faible conductivité thermique. Ils sont sûrs, faciles à trouver et disponibles à faible coût. Pour mon projet, j'ai créé différentes peintures avec elles et comparé leur efficacité à réfléchir et émettre de la chaleur par rapport aux différentes peintures industrielles vendues en quincaillerie.
J'ai pris des échantillons de température tout au long de l'année (d'août à janvier) et j'ai tracé les données
sur des graphiques qui m'ont permis de présenter facilement.
Alors qu’avez-vous appris de vos expériences ?
J'ai utilisé une variété de couleurs de peintures : bleu, rouge, jaune, noir et blanc, et j'ai constaté que les peintures blanches montraient les températures les plus basses dans tous les réglages. Les peintures blanches contenant du sulfate de baryum et du carbonate de calcium mélangés présentaient une température légèrement inférieure à celle de la peinture blanche contenant de l'oxyde de titane.
Cependant, j’ai également appris que les peintures disponibles sur le marché peuvent refléter la majeure partie de la lumière du soleil, mais ne rendent pas les surfaces plus froides que leur environnement.
Comment l'idée t'est-elle venue?
Les derniers étés ont été très chauds et nous vivons dans une vieille maison sans climatisation. Je pensais à des façons de rafraîchir la maison, de la rendre plus confortable sans dépenser trop d'argent. Idéalement, utiliser peu ou pas d’énergie afin de ne pas nuire à l’environnement. C’est ce qui m’a motivé à commencer à chercher des idées, et cela s’est ensuite transformé en projet de recherche.
Chaque projet comporte des points forts et des défis. Quels ont été les aspects les plus difficiles de ce projet ?
Je cherchais des matériaux que je pourrais utiliser, facilement disponibles, faciles à obtenir et peu coûteux, mais la plupart des documents de recherche et des études sont réalisés dans des laboratoires sophistiqués dotés d'équipements très compliqués.
De plus, les résultats de ces articles étaient souvent compliqués et difficiles à comprendre pour moi actuellement. Cependant, pour que mon projet reste viable, j'ai dû faire preuve de créativité et utiliser les ressources dont je disposais. En conséquence, la plupart des matériaux que j’ai utilisés pour mon projet étaient très accessibles et achetés dans des quincailleries, tout en étant relativement abordables.
Quels ont été les aspects les plus agréables de ce projet ?
J'ai vraiment aimé collecter les matériaux, fabriquer les peintures et peindre les échantillons. Il était également intéressant de collecter des données dans différentes conditions météorologiques, de l'été à l'hiver. Je devais tenir des registres de mon travail et j'avais des contrôles réguliers avec mon professeur de scimatique (sciences et mathématiques), Mme Brenda Moore. Elle m'a supervisé et soutenu tout au long du projet et j'ai appris à diriger mon propre travail et mes études de manière indépendante. Grâce à ce processus, j'ai découvert qu'obtenir de bonnes notes n'était plus mon objectif principal, mais je voulais vraiment apprendre et j'espère pouvoir en tirer quelque chose d'utile.
Espérez-vous développer et poursuivre le travail que vous avez effectué sur ce projet ?
Oui, il existe de nombreuses voies différentes que j'espère explorer davantage avec mon projet. Un aspect qui m'intéresse particulièrement à explorer est l'aspect architectural, avec un accent sur le placement physique des matériaux radiatifs sur les bâtiments. Dans d'autres expériences, j'aimerais également expérimenter l'augmentation de la durabilité des peintures au sulfate de baryum en les mélangeant avec d'autres peintures colorées. Enfin, j'aimerais explorer davantage les impacts sociaux, environnementaux et économiques des méthodes abordables de refroidissement radiatif infrarouge, et évaluer les avantages de cette méthode en fonction de son efficacité et de son coût.
Qu'avez-vous appris de votre expérience à l'expo-sciences de cette année ?
Il y a tellement de choses à apprendre et à expérimenter. Pour être plus précis, j'aime beaucoup voir les idées et les sujets présentés par les autres participants des différentes écoles. Je réalise qu'il existe de nombreux domaines scientifiques différents. Je suis également très heureux de voir qu'il existe de nombreuses organisations pour soutenir et encourager les jeunes étudiants comme moi à poursuivre nos intérêts et à créer des choses utiles.
Avez-vous des conseils pour les étudiants qui souhaitent s'impliquer dans l'expo-sciences comme vous ?
Trouvez un sujet que vous aimez apprendre. Cela ne doit pas être compliqué. En outre, il est important de trouver un bon enseignant mentor pour vous guider. Amusez-vous et, si vous le pouvez, faites-en un passe-temps.
Quelle est la prochaine étape pour vous ? Que pensez-vous que vous aimeriez faire à l’avenir ?
J'aimerais continuer mes recherches sur différents sujets scientifiques qui me permettront de continuer à explorer les carrières en sciences et technologies. J'adorerais m'impliquer auprès d'organisations industrielles qui s'associent avec de jeunes étudiants. Ce serait formidable d'approfondir et de compléter mon apprentissage.
Si vous souhaitez en savoir plus sur le projet de refroidissement radiatif infrarouge de Stephanie, veuillez visiter Profil – Stéphanie Chu | Tableau de projets : YSC
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