Lycée du Parc

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Sciences de l’Ingénieur

Le contexte et les objectifs

Le monde et ses exigences changent à grande vitesse, et la réponse passe inévitablement par l’innovation technologique et notre capacité à imaginer et concevoir des solutions adaptées aux enjeux à venir. Les Sciences de l’Ingénieur, en associant les sciences, les technologies, l’expérimentation et la simulation, permettent de percevoir, et d’appréhender le monde qui nous entoure dans toute sa globalité et d’en comprendre aussi bien sa diversité que sa complexité.

C’est une discipline qui, faisant suite aux découvertes et avancées du passé, est présente dans un long parcours de formation visant à former des acteurs responsables et conscients des challenges technologiques à relever dans les prochaines décennies.

Les Sciences de l’Ingénieur sensibilisent donc à des démarches et à des problématiques résolument tournées vers la réalité de l’Ingénieur et du chercheur. La complexité des systèmes et leur développement dans un contexte économique et écologique contraint requièrent des ingénieurs et des scientifiques ayant des compétences scientifiques et technologiques de haut niveau, capables d’innover, de prévoir et maîtriser les performances de ces systèmes.

Le programme de Sciences de l’Ingénieur s’inscrit donc dans la préparation des élèves à l’adaptabilité, la créativité et la communication nécessaires dans les métiers d’ingénieurs, de chercheurs et d’enseignants. L’enseignement des Sciences de l’Ingénieur a pour objectif d’aborder la démarche de l’ingénieur qui permet, en particulier :

  • de conduire l’analyse fonctionnelle, structurelle et comportementale d’un système pluri technologique ;
  • de vérifier les performances attendues d’un système, par l’évaluation de l’écart entre un cahier des charges et des réponses expérimentales ;
  • de proposer et de valider des modèles d’un système à partir d’essais, par l’évaluation de l’écart entre les performances mesurées et les performances calculées ou simulées ;
  • de prévoir les performances d’un système à partir de modélisations, par l’évaluation de l’écart entre les performances calculées ou simulées et les performances attendues au cahier des charges ;
  • d’analyser ces écarts et de proposer des solutions en vue d’une amélioration des performances.

L’identification et l’analyse des écarts présentés mobilisent des compétences transversales qui sont développées en sciences industrielles de l’ingénieur, mais aussi en mathématiques et en sciences physiques.

Les systèmes complexes pluri technologiques étudiés relèvent de grands secteurs technologiques : transport, énergie, production, bâtiment, santé, communication, environnement.

Les compétences visées

Les compétences développées en Sciences de l’Ingénieur sont en relation directe avec la réalité industrielle qui entoure l’élève. Couplées à la démarche de l’ingénieur, elles le sensibilisent aux travaux de recherche, de développement et d’innovation. Elles peuvent se décliner avec 6 verbes d’action :

Analyser permet des études fonctionnelles, structurelles et comportementales des systèmes conduisant à la compréhension de leur fonctionnement et à une justification de leur architecture. Via les activités expérimentales, elles permettent d’acquérir une culture des solutions industrielles qui facilitent l’appropriation de tout système nouveau.

Modéliser permet d’appréhender le réel et d’en proposer, après la formulation d’hypothèses, une représentation graphique, symbolique ou équationnelle pour comprendre son fonctionnement, sa structure et son comportement. Le modèle retenu permet des simulations afin d’analyser, de vérifier, de prévoir et d’améliorer les performances d’un système.

Résoudre permet de donner la démarche pour atteindre de manière optimale un résultat. La résolution peut être analytique ou numérique. L’outil de simulation numérique permet de prévoir les performances de systèmes complexes en s’affranchissant de la maîtrise d’outils mathématiques spécifiques.

Communiquer permet de décrire, avec les outils de la communication technique et l’expression scientifique et technologique adéquate, le fonctionnement, la structure et le comportement des systèmes.

Expérimenter permet d’appréhender le comportement des systèmes, de mesurer, d’évaluer et de modifier les performances. Les activités expérimentales sont au cœur de la formation et s’organisent autour de produits industriels instrumentés utilisant des solutions innovantes (comme le robot NAO par exemple). Elles permettent de se confronter à la complexité de la réalité industrielle, d’acquérir une culture des solutions technologiques, de formuler des hypothèses pour modéliser le réel, d’en apprécier leurs limites de validité, de développer le sens de l’observation, le goût du concret et la prise d’initiative.

Concevoir permet de modifier l’architecture des systèmes pour satisfaire un cahier des charges. Elle permet également de faire évoluer le comportement des systèmes. Elle développe l’esprit d’initiative et la créativité des élèves.

Remarque : les deux dernières compétences sont plus spécifiques à la filière PSI car elles nécessitent des activités de laboratoire (travaux pratiques), elles ne seront donc pas (ou très peu) abordées dans la filière MP.


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