Présentation des programmes de sciences industrielles de l’ingénieur de CPGE

1. Présentation des programmes de sciences industrielles de l’ingénieur de CPGE Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

2. Le contexte Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

3. 1. Calendrier contraint (relance des travaux le 19 juillet 2012 – programmes rendus le 25 octobre 2012), avec un cahier des charges fluctuant : • - toilettage pour adapter les programmes de CPGE à ceux du cycle terminal du lycée ; • - puis adaptation ; • - puis programmes rédigés en compétences, et ensuite organisés en semestres ; • - puis introduction d’un enseignement d’informatique avec la suppression des heures de Khollesinformatiques. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

4. 2. La structure et les horaires des filières MPSI – MP, PCSI – PSI, PTSI – PT et TSI sont maintenus avec des points d’interrogation ou de vigilance, comme sur les seuils de dédoublement, ou la pérennité de ces programmes (une année ?). Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

5. Les objectifs des nouveaux programmes de sciences industrielles de l’ingénieur Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

6. 1. Mettre en place un véritable continuum de l’enseignement de notre discipline (technologie, SI, SII, ETT, ESS - ce qui prouve la complexité quand on voit que notre discipline n’a pas toujours le même nom selon les niveaux où elle est enseignée)  de la 6e à bac + 2. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

7. Avec déjà quelques dates clés : - septembre 2009, mise en application des programmes de la 6e à la 3e ; - septembre 2010, mise en application des programmes de seconde ; - septembre 2011, mise en application des programmes du cycle terminal du lycée. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

8. Ce continuum est articulé autour de l’approche approche MEI (matière – énergie – information) Les programmes, du collège et du lycée, sont en continuité et non déconnectés les uns des autres, même si tous les élèves du lycée général et technologique ne sont pas tous concernés par cet enseignement. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

9. Collège – six approches Analyse et conception de l’objet technique Matériaux utilisés Énergies mises en œuvre Évolution de l’objet technique Communication et gestion de l’information Processus de réalisation de l’objet technique STI2D et S-SI Approche MEI Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

10. 2. Les CPGE font partie du dispositif post baccalauréat 0 ± 5 ans, et participent à la formation des ingénieurs, elles n’ont pas pour objectif unique de préparer à la réussite à un concours. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

11. Les nouveaux programmes de sciences industrielles de l’ingénieur Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

12. 1. Les programmes sont basés sur l’apprentissage des démarches de l’ingénieur, donc sur leur articulation autour de l’analyse des écarts entre le souhaité, le mesuré et le simulé, et éventuellement sur les mesures à prendre pour les réduire. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

13. 2. Les programmes doivent se projeter dans l’avenir et les supports qui servent d’illustration à l’enseignement sont pluri technologiques, d’où l’utilisation d’outils nouveaux comme SysML, la modélisation multi-physique, une approche moins « mécanicienne » et le dépoussiérage, pour ne pas dire plus, du programme de la filière PTSI-PT. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

14. C’est dans ce contexte, et avec ce cahier des charges, que les 4 programmes ont été élaborés, avec la volonté d’une certaine homogénéité, et d’une organisation imbriquée en « poupées russes » même si l’expression n’est pas exactement appropriée. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

15. Organisation générale Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

16. PCSI - PSI MPSI - MP PTSI – PT et TSI Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

17. Domaine du commanditaire Performances attendues ÉcartL-C Domaine du laboratoire Performancesmesurées ÉcartS-C ÉcartS-L Domainede la simulation Performancessimulées Système souhaité Système réel Système simulé Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

18. Cette organisation s’appuie sur un volet modélisation important et commun à toutes les filières. Cette modélisation doit prendre en compte le triptyque matière – énergie – information. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

19. Pour mener à bien cette modélisation, il faut s’appuyer sur des outils et des logiciels qui ont évolué. • SADT, FAST sont limités en particulier par la difficulté de leur intégration avec d’autres formalismes. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

20. Un nouveau langage, nommé SysML, a été introduit, car il permet de représenter les exigences du système, les éléments non-logiciels (mécanique, hydraulique, capteur…), les équations physiques, les flux continus (matière, énergie, etc.). SysML a été introduit en CPGE car il intègre à la fois, les exigences, la structure et le comportement d'un système par l'ensemble de ses 9 diagrammes. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

21. Issu d'UML pour l'ingénierie logicielle, cette extension à l'ingénierie système permet une approche plus complète par les modèles, cœur des programmes de CPGE. SysML est donc bien dans l'esprit du programme avec un ensemble de diagrammes permettant une véritable approche d'ingénierie système. • Mais ce n’est qu’un outil. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

22. Cette organisation est complétée D’un volet conception Pour les filières PTSI – PT et TSI , et selon le triptyque MEI Imaginer des architectures fonctionnelles et structurelles et des solutions technologiques. Choisir, dimensionner une solution technique. Pour la filière PCSI - PSI , et selon le triptyque MEI Proposer des architectures fonctionnelles de solutions, sous forme de schémas, de croquis ou d’algorigramme, … Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

23. D’un volet réalisation • Filière PTSI – PT, , et selon le triptyque MEI • Définir et choisir les procédés de réalisation. • Réaliser tout ou partie d’un prototype. • Filière TSI, , et selon le triptyque MEI • Réaliser et valider un prototype rapide ou une maquette • Intégrer des constituants dans un prototype ou une maquette. • Les programmes définissent clairement les limites de ce volet car les grandes écoles souhaitent conduire elles-mêmes les apprentissages sur ces domaines. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

24. Évaluations aux concours Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

25. Chaque concours est libre, mais l’esprit des programmes conduit à penser que les épreuves des concours vont être élaborées pour évaluer les compétences ci-dessous. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

26. Épreuves d’admissibilité • Analyser un système et ses exigences, et vérifier ses performances. • Proposer et valider des modèles. • Analyser des résultats expérimentaux et leurs éventuels écarts par rapport au cahier des charges ou à ceux obtenus par l’exploitation de modèles. • Proposer éventuellement des solutions pour réduire ou annuler ces écarts. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

27. Proposer des protocoles d’essais expérimentaux et de réalisation. • Proposer des architectures fonctionnelles et structurellesde solutions, sous forme de schémas, de croquis ou avec les outils de représentation des systèmes à évènements discrets. • Mener une analyse d’impact environnemental sur la conception, la réalisation et l’utilisation d’un système pluri technologique. • Synthétiser un ensemble de résultats obtenus. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

28. Épreuves d’admission • Vérifier les performances attendues du système industriel étudié. • Proposer, justifier et mettre en œuvre un protocole expérimental afin de mesurer les performances du système étudié. • Développer des modélisations nécessaires à l’analyse et à la synthèse d’un système complexe, et à justifier les modèles utilisés en fonction de l’objectif à atteindre . Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

29. Mettre en œuvre une simulation numérique, et maîtriser les conditions de simulation. • Mettre en évidence les écarts entre les performances attendues, mesurées et simulées. • Valider et / ou recaler, à partir d’essais expérimentaux, les modèles proposés. • Imaginer et choisir des solutions d’évolution du système, de manière fonctionnelle et structurelle, en vue de répondre à un besoin exprimé par un cahier des charges. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

30. Conclusions Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

31. L’évolution des programmes est très nette dans la filière PTSI-PT, elle l’est presque tout autant dans les autres filières. La vigilance s’impose donc. La progression pédagogique doit donc respecter le nouvel esprit, et l’enseignement ne doit pas être morcelé. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

32. Les sciences industrielles de l’ingénieur constituent un vecteur de coopération interdisciplinaire. Elles mobilisent des compétences transversales qui sont développées en sciences industrielles de l’ingénieur, mais aussi en mathématiques et en sciences physiques, et dans l’enseignement d’informatique qui ne relève pas de prérogatives exclusives. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

33. Les supports des activités proposées relèvent des grands domaines comme l’énergie, l’agroalimentaire, la santé, les bâtiments et travaux publics, l’information et la communication, la production de biens et de services ou les transports. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

34. L’organisation pédagogique des laboratoires doit être repensée en îlots ; il s’agit bien d’une organisation pédagogique et non d’une organisation structurelle. Quatre ou cinq élèves, qui travaillent sur un îlot, ne doivent en aucun cas constituer un groupe, mais bien une équipe, dans laquelle chacun aura un rôle essentiel et complémentaire à celui des autres membres, pour réaliser les tâches correspondant aux objectifs fixés par le professeur. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

35. Le groupe STI de l’IGEN : • - souhaite éviter que la voie d’alimentation naturelle de PSI soit MPSI (différenciation des filières ? place des SII dans l’orientation en fin de première année?... Voir BOEN n°23 du 5 juin 1997) ; • - s’interroge sur la pertinence de maintenir, à moyen terme, les filières PTSI-PT et TSI ; • - ne préconise aucun logiciel ; Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

36. de lire le numéro 186 mai-juin 2013de la revue Technologie, sur l’enseignement des sciences de l’ingénieur dans la série S, qui sera publié fin mai-début juin 2013. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

37. Les nouvelles technologies nous ont condamnés à devenir intelligents. Michel Serres Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN