VOIE GÉNÉRALE
ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ
Sciences de l’ingénieur

 

Présentation

L’enseignement de spécialité Sciences de l’ingénieur propose aux élèves de découvrir les notions scientifiques et technologiques de la mécanique, de l’électricité, de l’informatique et du numérique. Cet enseignement développe chez l’élève ses capacités d’observation, d’élaboration d’hypothèses, de modélisation, d’analyse critique afin de comprendre et décrire les phénomènes physiques utiles à l’ingénieur. L’enseignement de sciences de l’ingénieur intègre ainsi des contenus aux sciences physiques. Le programme introduit la notion de design qui sollicite la créativité des élèves, notamment au moment de l’élaboration d’un projet. Ce dernier permet aux élèves, sous la forme d’un défi, d’imaginer et de matérialiser une solution à un type de problématique rencontré par un ingénieur.

Principes et objectifs 

Les ingénieurs imaginent et mettent en œuvre des solutions innovantes pour répondre aux besoins des personnes, avec l’ambition de rendre accessible à tous les progrès qu’apportent quotidiennement les sciences et les technologies.

Les enjeux de société sont considérables et se situent à la conjonction d’évolutions rapides et inédites. Par exemple, la transformation et la consommation d’énergie, qui ne font qu’augmenter, s’accompagnent de fortes contraintes de préservation de l’environnement. La densification des métropoles interroge aussi profondément l’organisation de ces nouveaux territoires, notamment la mobilité intra et extra urbaine et l’ensemble des infrastructures associées. Ces évolutions, parmi les plus importantes, imposent d’imaginer des solutions alternatives à celles existantes.

La révolution numérique bouleverse les rapports entre les personnes et leur environnement, entre les êtres humains et les machines. Elle modifie également la relation entre les machines elles-mêmes, capables d’échanger de façon autonome des quantités considérables d’informations en communiquant via ce que l’on nomme l’internet des objets.

Les ingénieurs sont capables d’imaginer des solutions innovantes qui associent les dimensions matérielles et numériques, intégrées et complémentaires, non plus pensées successivement et séparément mais de façon simultanée.

L’approche en sciences de l’ingénieur mobilise une démarche scientifique reposant sur l’observation, l’élaboration d’hypothèses, la modélisation, la simulation et l’expérimentation matérielle ou virtuelle ainsi que l’analyse critique des résultats obtenus. Il s’agit de comprendre et de décrire les phénomènes mis en œuvre et les lois de comportement associées, pour qualifier et quantifier les performances du produit afin de vérifier si le besoin initialement défini est satisfait.

Compétences travaillées et thématiques

L’approche en sciences de l’ingénieur mobilise une démarche scientifique reposant sur l’observation, l’élaboration d’hypothèses, la modélisation, la simulation et l’expérimentation matérielle ou virtuelle ainsi que l’analyse critique des résultats obtenus. Il s’agit de comprendre et de décrire les phénomènes mis en œuvre et les lois de comportement associées, pour qualifier et quantifier les performances du produit afin de vérifier si le besoin initialement défini est satisfait.

Cet enseignement mobilise et développe les compétences :

• • créer des produits innovants
  • analyser les produits existants pour appréhender leur complexité
  • modéliser les produits pour prévoir leurs performances

• • valider les performances d’un produit par expérimentations et simulations numériques
  • s’informer, choisir, produire de l’information pour communiquer au sein d’une équipe ou avec des intervenants extérieurs

Le programme de l’enseignement de spécialité sciences de l’ingénieur comporte de nombreuses thématiques pour atteindre ces compétences comme :

• les territoires et les produits intelligents, la mobilité des personnes et des biens
• l’homme assisté, réparé, augmenté
• le design responsable et le prototypge de produits innovants

Une spécialité qui prépare à la réussite dans un grand nombre de cursus

Les champs abordés en sciences de l’ingénieur recouvrent le large spectre scientifique et technologique des champs de la mécanique, de l’électricité et du signal, de l’informatique et du numérique. Les simulations multi-physiques sont largement exploitées pour appréhender les performances des produits en établissant des liens entre ces différents champs.
Ainsi, les élèves qui choisissent l’enseignement de spécialité sciences de l’ingénieur développent les compétences attendues pour une orientation vers l’enseignement supérieur scientifique.

Avec la contribution des autres enseignements scientifiques, l’objectif de l’enseignement de spécialité de sciences de l’ingénieur est de faire acquérir des compétences fondamentales qui permettent aux élèves de poursuivre vers les qualifications d’ingénieur dont notre pays a besoin.

Comme tous les enseignements, cette spécialité contribue au développement des compétences orales à travers notamment la pratique de l’argumentation. Celle-ci conduit à préciser sa pensée et à expliciter son raisonnement de manière à convaincre. Elle permet à chacun de faire évoluer sa pensée, jusqu’à la remettre en cause si nécessaire, pour accéder progressivement à la vérité par la preuve.

Démarche de projets innovants

La conduite de projet est inhérente à l’activité des ingénieurs, elle est menée en équipe et nécessite de mettre en place des stratégies d’ingénierie collaborative.

L’approche design induit l’innovation et questionne les fonctionnalités et les formes d’un produit en lien avec ses usages dans des environnements les plus divers. Elle exploite les possibilités offertes par les technologies du numérique. Les ingénieurs sont alors créateurs d’une réalité virtuelle et matérielle. 

Au cours de la classe de première, un projet de 12 heures est mené en équipe pour imaginer et matérialiser tout ou partie d’une solution originale.
En classe terminale, un projet de 48 heures est conduit en équipe. L’objectif est d’imaginer tout ou partie d’un produit, développé sous forme de réalisations numérique et matérielle en vue de répondre à un besoin et d’obtenir des performances clairement définies. Ces réalisations matérialisent tout ou partie d’une solution imaginée associée à un modèle numérique. Elles permettent de simuler et de mesurer expérimentalement des performances et de les valider.

Retrouver la présentation en vidéo de la spécialité Sciences de l’Ingénieur ICI

Informations extraites du Bulletin Officiel de l’Education Nationale