Une pédagogie par l’exemple Séminaire CPGE ATS Frédérique LEROY The MathWorks S.A.S. - France – Claude BERGMANN & Norbert PERROT Inspection Générale Éducation Nationale

Pourquoi un enseignement par les TP en ATS ? Attentes des Grandes Écoles Apport des sciences industrielles pour l’ingénieur Nouvelles épreuves de S2I au concours ATS en 2009 Réflexions

Les ingénieurs du 21ième siècle vont être confrontés à des enjeux majeurs. Ainsi en Grandes Écoles, les disciplines ne sont plus abordées de façon cloisonnée, mais au travers de « grands enjeux » : • Énergie ; • Environnement ; • Santé ; • Transports ; • Mutations économiques ; • Communication.  

Attentes des Grandes Écoles Maîtrise de concepts, de lois physiques ; capacités d’abstraction ; Aptitudes à communiquer ; Maîtrise des démarches et méthodes, transposables d’un domaine à l’autre, pour appréhender des produits et/ou des situations complexes. Mathématiques et sciences physiques Lettres et langues Sciences industrielles pour l’ingénieur

Apport des sciences industrielles pour l’ingénieur Un ingénieur doit être capable :  de s’adapter à des produits/situations nouveaux / nouvelles ;  de les appréhender de manière globale ;  de dégager leurs fonctions principales ;  de procéder à leur analyse de manière descendante.

Un ingénieur doit :  avoir une approche système qui lui permet de gérer la complexité, et donc pour ce qui concerne les produits industriels avoir une approche intégrée des chaînes d’énergie et d’information ;  s’appuyer sur des modèles élaborés à partir d’outils développés en mathématiques, sciences physiques, mécanique, génie électrique, automatique...

Ces outils ne sont plus une finalité Ces outils ne sont plus une finalité. En revanche la mécanique, particulièrement prégnante parmi les professeurs de CPGE, est très utile pour déterminer les modèles destinés à analyser, prévoir le comportement de la chaîne d’énergie et concevoir la partie commande des systèmes automatiques.

Les sciences industrielles pour l’ingénieur doivent permettre d’acquérir les méthodes permettant d’appréhender des systèmes pluri technologiques dans leur globalité et leur complexité. Elles doivent participer pleinement à cette formation mais avec leurs spécificités et uniquement leurs spécificités. Pour acquérir ces compétences d’ingénieur, il faut du temps : les Grandes Écoles demandent que les CPGE participent pleinement à cette formation.

Les CPGE appartiennent au segment bac + 5 : la formation doit avoir pour objectif de donner satisfaction aux Grandes Écoles. Il ne faut pas asservir la formation aux épreuves des sujets de concours. L’enseignement en sciences industrielles pour l’ingénieur en CPGE doit être axé sur ses spécificités, et ne doit pas « singer » les autres disciplines.

Dans cet objectif l’enseignement de sciences industrielles pour l’ingénieur doit être centré sur les activités de travaux pratiques à partir des systèmes présents dans les laboratoires. L’enseignant de CPGE de S2I doit donc prévoir : • des TP de formation ; • quelques TP d’évaluation ; • plus rarement des TP d’application.

Les objectifs des TP en S2I sont de développer des aptitudes spécifiques, complémentaires de celles qui sont valorisées dans les autres disciplines. Sans travaux pratiques, un enseignement de S2I n’a pas de sens.

Attention aux chaires et aux maxima de service. Conséquences Enseignement de S2I : • 3 heures de TP ; • 2 heures de cours ; • 2 heures de TD. Attention aux chaires et aux maxima de service. L’enseignement doit être organisé autour des activités de TP qui sont primordiales !

Nécessité d’une structure adéquate pour les laboratoires de sciences industrielles pour l’ingénieur et d’une organisation pédagogique qui réponde aux objectifs définis précédemment. Il faut : • mettre en place un laboratoire commun de sciences industrielles pour l’ingénieur ; • que les deux enseignants interviennent de manière simultanée dans ce laboratoire; • que la progression annuelle se fasse à partir d’objectifs pédagogiques clairement définis.

La progression pédagogique doit être pensée à partir de compétences à faire acquérir aux élèves. Ces compétences ne sont pas a priori des compétences de GE ou de GM.

Rentrée 2007 : 1 268 places vacantes environ sur 13 694 à l’entrée des Grandes Écoles d’ingénieur (http://www.scei-concours.org). Concours : « gare de triage » et non sélection. Placer les CPGE dans le segment bac + 5 : formation qui doit avoir pour objectif de donner satisfaction aux Grandes Écoles. Il ne faut pas asservir la formation aux épreuves des sujets de concours.

Nouvelles épreuves de S2I au concours ATS en 2009 Les épreuves de SII de 2007 seront élaborées dans cet objectif afin de valoriser les spécificités de cette discipline : • 2 épreuves écrites en S2I de 3 heures ; • 2 épreuves orales inchangées par rapport à l’existant.

Épreuves écrites construites à partir d’un système industriel réel présentant un caractère pluri technologique moderne et innovant.  NON OUI

Présentation du support Documents techniques accessibles rapidement (photos, perspectives, dessins, schémas, éléments de maquettes numériques, …). Données du cahier des charges fonctionnel et des caractéristiques techniques nécessaires à l’étude proposée.

Organisation des sujets autour de l’approche sciences de l’ingénieur Système resitué dans son contexte. Appropriation du système selon des approches fonctionnelles externe et interne. Choix des problématiques étudiées liées aux chaînes d’énergie et d’information. Résolution des problèmes au moyen des connaissances et des outils développés dans les programmes de la filière ATS.

Première épreuve destinée à tester les capacités des candidats à modéliser, à valider un modèle, à analyser le comportement du système étudié et à valider ses performances au regard des caractéristiques d’un cahier des charges. Deuxième épreuve destinée à tester les aptitudes des candidats à analyser les solutions constructives retenues et leur évolution, et à proposer des modifications.

Réflexions à mener Programme (voir celui de la filière TSI) S1 Analyse fonctionnelle S11 Le point de vue externe S12 Le point de vue interne S2 Fonctions du produit S21 Alimenter en énergie S22 Convertir l'énergie S23 Transmettre l'énergie S24 Acquérir et traiter l'information S25 Communiquer l'information

S3 Comportement des systèmes : outils et modèles S31 La chaîne d'énergie S32 La chaîne d'information S4 Représentation des produits et démarche de conception S41 La représentation des produits S42 La démarche de conception S43 La démarche de réalisation et de qualification

Programmes d’enseignements communs  et programmes d’enseignements complémentaires Doit-on les maintenir ? Comment les optimiser ?

Troisième module (voir BOEN HS n°6 du 16 septembre 2004) Certains compléments optionnels peuvent faciliter la préparation à des écoles n’appartenant au champ de la mécanique ou du génie électrique. … l’objectif fixé étant d’adjoindre éventuellement dans chaque lycée un pôle supplémentaire adjacent à ceux existants : par exemple, génie civil, génie électronique, génie des procédés, génie chimique, …

« Il est plus facile de désintégrer un atome qu'un préjugé » « C'est le devoir de chaque homme de rendre au monde au moins autant qu'il en a reçu ».