17/05/2013 Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN1 Présentation des programmes de sciences...

Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN 117/05/2013

Présentation des programmes de

sciences industrielles de l’ingénieur

de CPGE


Le contexte


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 Kholles

informatiques.


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 ?).


Les objectifs des nouveaux programmes

de sciences industrielles de l’ingénieur


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.


Avec déjà quelques dates clés :

- septembre 2009, mise en application des programmes

de la 6e à la 3e ;


de seconde ;


du cycle terminal du lycée.


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.


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


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.


Les nouveaux programmes de sciences

industrielles de l’ingénieur


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.


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.


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.


Organisation générale


PCSI - PSIMPSI - MP PTSI – PT et TSI

Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN 17

Domaine du laboratoirePerformances

mesurées

Domaine du commanditairePerformances

attendues

J'ai envie

J'ai besoin

Domaine de la simulationPerformances

simulées

Éca

rt L

-CÉ

cart

S-L Éca

rt S

-C

17/05/2013

Système souhaité

Systèmeréel

Systèmesimulé

Philippe Fichou

je n'aurais pas choisi cet exemple, un peu éculé quand même...


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.


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.


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.

Philippe Fichou

SysML a été introduit en CPGE car il intère à la fois, les exigences, la structure et le comportement d'un système par l'ensemble de ses 9 diagrammes. Issu d'UML pour l'ingénierie logicielle, cette extension à l'ingénierie système permet une approche plus complète par les modèles, coeur des programmes de CPGE.


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.


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, …

Cette organisation est complétée


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.


Évaluations aux concours


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.


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.

Épreuves d’admissibilité


Proposer des protocoles d’essais expérimentaux et de

réalisation.

Proposer des architectures fonctionnelles et structurelles

de 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.


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 .

Épreuves d’admission


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.


Conclusions


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.


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.


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.


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.


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 ;


- 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.


Les nouvelles

technologies nous ont

condamnés à devenir

intelligents.

Michel Serres

17/05/2013 Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN1 Présentation des programmes de sciences...

Documents

Transcript of 17/05/2013 Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN1 Présentation des programmes de sciences...