La collaboration ajoute une dimension supplémentaire à la recherche de premier cycle

Grace Bryant est en première année au MIT, mais ce n’est que cet été qu’elle a eu la chance de faire équipe avec des étudiants de l’extérieur de sa spécialité dans le cadre du programme Undergraduate Research Opportunities Program (UROP), soutenu par le MIT Energy Initiative (MITEI). Elle dit qu’elle a trouvé l’expérience révélatrice.

« J’interagis rarement avec des gens qui font quelque chose de différent de ce que j’étudie « , dit Bryant, qui se spécialise en études urbaines et en planification avec l’informatique. « Parler avec d’autres étudiants de leur carrière était plutôt cool, et je ne pense pas que je n’aurais jamais eu cette expérience sans cette expérience. »

Chaque été, les étudiants de l’UROP collaborent avec le corps professoral à des travaux de recherche novateurs dans le monde réel ; environ 90 pour cent des étudiants de premier cycle du MIT feront un UROP avant d’obtenir leur diplôme. La plupart entreprennent des projets individuels, mais pour ceux qui font équipe avec d’autres étudiants de premier cycle, il y a souvent des avantages supplémentaires – la possibilité de collaborer, d’apprendre des pairs et de donner littéralement un coup de main – qui reflètent le type d’expérience qu’ils sont susceptibles de trouver dans le milieu de travail.

« On ne sait jamais qui va changer son point de vue sur son propre travail « , dit Rachel Shulman, coordonnatrice des études de premier cycle au MITEI, qui a financé 22 étudiants UROP cet été, dont plusieurs équipes. « L’énergie est par définition multidisciplinaire. »

« C’est un environnement de travail réaliste « , explique William Lynch, spécialiste de la recherche au Research Laboratory of Electronics (RLE), qui a supervisé deux étudiants du MITEI UROP dans le cadre d’un projet visant à prolonger l’autonomie des piles. « Dans l’industrie, les gens travaillent en équipe. »

Un coup de main

Certains des avantages de la collaboration sont évidents. L’un des conseillers de Lynch, PJ Hernandez, était au travail cet été et a soudainement remarqué que leur partenaire de laboratoire, Jackson Gray, luttait pour câbler un circuit avec une main ; il s’était récemment cassé le poignet. Hernandez s’était souvent tourné vers Gray pour obtenir de l’aide sur leur projet parce qu’il avait une solide formation en électronique. L’aider à construire le circuit lui a permis de lui rendre la pareille.

« J’ai vraiment de la chance qu’il y ait une autre UROP « , dit Hernandez, étudiante en génie électrique. « Jackson m’a beaucoup aidé à comprendre. »

M. Gray dit que le fait de travailler avec M. Hernandez a aussi été formidable pour lui – et pas seulement à cause de son mauvais poignet. « Nous pouvons travailler ensemble sur les mathématiques pour nous assurer que nous ne faisons pas quelque chose de fondamentalement mal « , dit Gray, une étudiante en génie électrique. « C’est utile d’avoir quelqu’un pour vous interroger et vous faire justifier vos idées. »

James Kirtley, professeur de génie électrique et chercheur principal pour le projet RLE, dit qu’il aime faire équipe avec des étudiants pour cette raison précise. « Les meilleurs enseignants sont les élèves, il est donc raisonnable de s’attendre à ce que l’élève expérimenté enseigne aux élèves moins expérimentés ce qu’il ou elle sait « , dit-il. « Et l’étudiant ambitieux mais moins expérimenté, en posant des questions, poussera l’étudiant plus expérimenté à réfléchir plus largement sur le problème. »

Pour Hernandez et Gray, le problème était de savoir comment mettre au point un équilibreur de tension de cellule amélioré, un dispositif utilisé pour prolonger la durée de vie des batteries en veillant à ce que les cellules restent uniformément chargées au fur et à mesure des cycles de la batterie (charge et décharge du courant). Ils espéraient améliorer les conceptions existantes, puisque la plupart des équilibreurs fonctionnent aujourd’hui en dissipant la charge supplémentaire sous forme de chaleur. Comme l’explique Gray, « Si le système de gestion de la batterie constate que certaines cellules sont plus chargées que d’autres, il ne fera que gaspiller cette énergie ».

M. Gray espère trouver un moyen d’équilibrer les batteries plus efficacement – peut-être en déplaçant la charge d’une cellule à l’autre – en partie parce que les batteries sont si importantes pour ses passe-temps. « J’aime travailler sur des véhicules électriques et de petits robots, qui utilisent tous deux des batteries au lithium-ion « , l’un des principaux axes du projet, dit-il.

L’intérêt de Hernandez pour le projet découle davantage d’un intérêt pour l’environnementalisme, puisque l’amélioration de l’efficacité des piles devrait réduire les déchets : « Réduire notre empreinte carbone, réduire notre consommation d’énergie, c’est vraiment important « , disent-ils.

Apprendre des autres

Hernandez et Gray se sont renforcés mutuellement dans le même domaine, mais les UROPs de différentes majors gagnent des avantages supplémentaires en faisant équipe – comme Bryant l’a découvert en travaillant avec Yeva Yin, un junior en analyse commerciale, et Luis Garcia, un senior math major, sur un projet pour David Hsu, professeur associé en planification urbaine et environnementale.

Le projet de Hsu fait suite à une recherche menée il y a plus d’une décennie qui a montré que les tarifs d’électricité sont plus élevés dans les régions où le service public local a dépensé de l’argent en lobbying. Hsu émet l’hypothèse que ce lien s’est développé à la suite de l’arrêt Citizens United de la Cour suprême des États-Unis, qui a déclaré que les dépenses des entreprises pour les candidats politiques étaient protégées par la liberté d’expression – une décision qui a conduit à une augmentation considérable de ces dépenses.

Hsu a employé l’équipe d’UROP pour rassembler des données sur des contributions d’état et fédérales de campagne, examiner les modèles de vote des régulateurs de service public, et creuser dans les biographies des régulateurs pour voir quelles industries et compagnies ils sont venus de et sont allés à après leur service. L’équipe a également recueilli de l’information sur les tarifs demandés par les entreprises, les cas présentés pour ces tarifs et les tarifs fixés en bout de ligne pour l’électricité – tous des renseignements publics.

Hsu a réparti les tâches de sorte que chaque élève a fait une plongée différente à travers le matériel, et dit que le travail de chaque individu a vraiment complété les autres. « J’aime donner à chaque étudiant une pièce pour être responsable et la faire chevaucher avec le projet plus grand, » Hsu dit. « Cela donne aux élèves plus d’indépendance et plus d’appropriation… Ils peuvent apprendre plus qu’ils ne le feraient par eux-mêmes. »

« Nous avons tous des idées et des forces différentes, et cela nous aide à trouver des façons différentes d’aborder les sujets « , dit Yin. Par exemple, elle dit qu’elle utilise souvent des compétences appliquées en analyse d’affaires, mais qu’elle en sait moins sur la théorie sous-jacente ; Garcia a eu presque l’expérience exactement opposée en tant que majeure en mathématiques.

« Étudier les maths, c’est beaucoup de théorie », dit Garcia. « C’est donc plus facile pour moi de trouver un plan et de le visualiser. Mais quand vient le temps de mettre en œuvre le plan, c’est une expérience plus récente. »

Garcia a enquêté sur les données du lobbying – le montant d’argent donné par qui et à qui – et il dit qu’il a beaucoup appris. « Travailler avec des données du monde réel… vous devez décider ce dont vous n’aurez pas besoin, ce qui est réellement important « , dit-il. Par contre, en mathématiques,  » rien n’est une question de jugement fort « , dit-il.

Élargir les horizons

Tous les étudiants des équipes de l’UROP s’accordent à dire que la collaboration accélère la recherche. Comme le remarque Bryant, « Si vous avez beaucoup de travail dans votre assiette, vous pouvez redistribuer le travail, ce qui est super utile. »

Bryant dit aussi que l’UROP lui a donné un nouvel aperçu du gouvernement américain et des finances. « Je ne savais pas vraiment comment le système énergétique était réglementé. J’ai l’électricité dans ma maison, et c’est tout. C’est vraiment excitant d’avoir un aperçu de la façon dont ce système fonctionne et dont il joue un rôle dans l’économie en général. »

Garcia dit que les leçons qu’il a apprises sur le lobbying et la réglementation des services publics l’aident à décider des prochaines étapes de sa carrière. « Je m’oriente peut-être vers les politiques publiques ou les sciences politiques, alors j’ai l’impression qu’une exposition à ce genre de travail pourrait être très utile « , dit-il.

Faire équipe sur un UROP n’est pas seulement précieux en termes de recherche et d’éducation, comme l’a découvert Bryant. Dans son cas, parler du projet de Hsu de Hsu a mené à une discussion au sujet de la façon dont le gouvernement fonctionne et comment de grandes sociétés se comportent. Cela a donné lieu à une conversation réfléchie sur les options de carrière.

« Nous avons parlé des carrières, et c’est une conversation que je n’ai pas eue avec des gens à l’extérieur de ma spécialité « , dit Mme Bryant, faisant remarquer qu’elle et ses camarades des programmes UROP ont discuté des compromis à faire entre des emplois bien rémunérés dans l’industrie et une carrière qui rapporte à sa collectivité. « Il y a eu toute cette partie éthique de la discussion, dit-elle. « Ça m’a beaucoup influencé dans ma façon de voir les emplois maintenant. »

Selon Shulman, ce genre d’expérience est exactement ce que le MITEI espère favoriser en parrainant la recherche de premier cycle en équipe. « Je crois beaucoup à l’heureux hasard », dit-elle. « Comment pouvons-nous engendrer la sérendipité ? Vous réunissez des gens qui ne se seraient peut-être pas rencontrés autrement. »