VOIE TECHNOLOGIQUE
PREMIÈRE
Les spécialités
Sciences et Technologies de l’Industrie et du Développement Durable (STI2D)

 

Principes et objectifs 

Les défis sociétaux à relever appellent constamment la conception et la diffusion de produits innovants. Ces innovations mobilisent des méthodes de conception rigoureuses pour répondre aux besoins actuels et futurs de la société ; elles s’appuient sur les dernières avancées des sciences et des technologies.

Les technologies désignent l’ensemble des procédés, méthodes, instruments et outils permettant à l’Homme de créer des produits pour répondre à ses besoins. Elles s’inscrivent dans un champ de relations complexes entre les résultats scientifiques, les contraintes économiques, environnementales, sociales et l’organisation des techniques qui permettent de produire un résultat réalisable et acceptable économiquement, socialement, et respectueux de l’environnement.

L’éducation technologique doit permettre de doter chaque élève d’une culture faisant de lui un acteur éclairé et responsable de l’usage des technologies et des enjeux associés. La technologie se caractérise aujourd’hui par une intégration de plus en plus poussée du design, de la mécanique, de l’énergétique, de l’électronique, de l’informatique et de l’automatique, dans un environnement de plus en plus numérique.
Les compétences et les connaissances associées, relatives aux domaines de la matière, de l’énergie et de l’information constituent donc la base de toute formation technologique dans le secteur industriel.

Trois dimensions constituent le socle des enseignements technologiques :

• une dimension socioculturelle qui permet de replacer et d’interroger des produits dans leur environnement d’usage. La démarche principale est celle de l’investigation permettant de comprendre les références et besoins divers qui ont permis la création des produits à partir de l’analyse des tendances, des normes, des lois, etc. Elle comprend également l’approche la plus récente de la technologie dite générale qui prend en compte l’impact de la création d’un produit et de son usage, tout au long de sa vie, sur son environnement. Les préoccupations liées au développement durable et l’éco-conception y trouvent leur place

• une dimension scientifique et technique qui permet d’analyser, expérimenter, simuler à partir d’une modélisation fournie des produits existants pour comprendre leur fonctionnement et justifier les solutions constructives. Les démarches d’investigation et de résolution de problèmes mobilisent des activités pratiques s’appuyant sur des bases de connaissances et engagent les élèves dans la résolution de problèmes concrets

• une dimension d’ingénierie-design pour imaginer, créer, concevoir et réaliser les produits de demain. Elle s’inscrit dans une démarche de projet intégrant une expérimentation sur un prototype. Cette dimension s’apparente à la technologie dite générique (analyse des logiques d’invention et de conception de nouveaux produits).
  Elle mobilise les technologies du numérique tout au long du processus de création d’un nouveau produit.

À partir de produits réels et contemporains, les modalités d’enseignement privilégient les démarches actives : activités pratiques d’expérimentation, de simulation et d’analyse de produits réels et actuels, ainsi que le projet qui permet de synthétiser les activités et de favoriser la collaboration entre
élèves.

Il s’agit en effet de faire vivre aux élèves, lors des deux années, tout ou partie d’une démarche de réalisation d’un prototype ou d’une maquette dans le cadre d’une pédagogie de projet.
Pour les élèves, le projet est un élément essentiel aux démarches d’investigation et de résolution de problème. Il conforte l’acquisition du corpus de connaissances générales et techniques, indispensable à la poursuite d’études notamment.

Une série qui prépare à la réussite 

La série STI2D s’inscrit pleinement dans la logique pluridisciplinaire STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics, quatre disciplines centrales aux sociétés technologiquement avancées).

Pour les élèves de la série technologique STI2D, la prédominance de la démarche d’ingénierie est fédératrice des concepts élaborés dans toutes les composantes des STEM.
Cette liaison forte avec les sciences est fondamentale pour la poursuite d’études. Les enseignements sont conçus, encore plus qu’ailleurs, dans une logique interdisciplinaire et collaborative.

Sur les plans scientifiques et technologiques, le lycéen ayant choisi la série STI2D développe des compétences étendues, car liées à un corpus de connaissances des trois domaines « matière – énergie – information », suffisantes pour lui permettre d’accéder à la diversité des formations scientifiques de l’enseignement supérieur : classes préparatoires aux grandes écoles, université, écoles d’ingénieur, et toutes les spécialités proposées en institut universitaire de technologie et en section de technicien supérieur.
Ces compétences constituent une base permettant l’acquisition de connaissances nouvelles tout au long de la vie, elles conduisent, à terme, à des profils d’ingénieurs orientés vers la création et la réalisation d’un produit.
Ces enseignements contribuent 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.

Les spécialités de la série STI2D

Les enseignements technologiques, de la conception de produits à la réalisation de prototypes

Innovation technologique

L’enseignement de spécialité « innovation technologique » est proposé en classe de première.
Dans cet enseignement fondé sur la créativité, l’approche design et innovation permet d’identifier et d’approfondir des possibilités de réponse à un besoin, sans préjuger d’une solution unique. Il s’agit de développer l’esprit critique et de travailler en groupe, de manière collaborative, à l’émergence et la sélection d’idées.

Les élèves doivent être capables d’identifier un besoin, de le re-questionner pour mieux y répondre dans un contexte particulier.
En s’interrogeant sur les conditions de production des produits, ils mesurent le bien-fondé de leur usage et s’assurent d’une meilleure adaptation à leur environnement.
Le designer et l’ingénieur, ou l’architecte et l’ingénieur assument ainsi un comportement civique : ils prennent en compte la qualité du service rendu et de l’usage, l’impact environnemental, les coûts énergétiques de transformation et de transport, la durée de vie des produits et leur recyclage.

Ingénierie et développement durable

L’enseignement de spécialité « Ingénierie et développement durable » proposé en classe de première.
L’émergence d’attentes complexes de la société concernant le développement durable, le besoin de performances et la responsabilité sociétale des entreprises dans le déploiement de nouvelles technologies sont autant de compétences à acquérir.

Toute réalisation de produit doit intégrer les contraintes techniques, économiques et environnementales. Cela implique la prise en compte du triptyque « Matière – Énergie – Information » dans une démarche d’éco-conception incluant une réflexion sur les grandes questions de société :

• l’utilisation de matériaux pour créer ou modifier la structure physique d’un produit
• l’utilisation de l’énergie disponible au sein des produits et, plus globalement, dans notre espace de vie
• la maîtrise du flux d’informations en vue de son traitement et de son exploitation.

Le développement durable est une composante incontournable des différents secteurs industriels. Au-delà des directives européennes et des objectifs marketing, c’est bien de la prise en compte d’une nouvelle exigence qu’il s’agit. Les entreprises l’ont compris et généralisent des approches spécifiques comme l’éco-conception, le biomimétisme, et se fixent des objectifs visant l’économie des matières premières, la réduction des transports et la diminution des impacts écologiques tout au long du cycle de vie des produits.

Les enseignements de cette spécialité, fondés sur une démarche de projet, à dominante inductive, s’articulent à une approche pluri technologique des produits intégrant ces trois champs : gestion de l’énergie, traitement de l’information, utilisation et transformation de la matière.
La complexité des produits étudiés et le nombre des exigences à respecter simultanément nécessitent le recours systématique aux outils de simulation.
La mise en œuvre des modèles et des méthodes d’analyse et d’expérimentation dans un contexte de résolution de problèmes techniques authentiques est ainsi recherchée.

Physique chimie et mathématiques

L’enseignement de spécialité de physique-chimie et mathématiques vise à donner aux élèves une formation scientifique solide les préparant à la poursuite d’études.

La série « Sciences et technologies pour l’industrie et le développement durable » (STI2D) est une série à dominantes scientifique et technologique. Les élèves sont initiés aux concepts, démarches méthodologiques et savoir-faire expérimentaux qui leur permettront de progresser et de réussir quel que soit leur choix d’orientation dans l’enseignement supérieur : BTS ou DUT de l’industrie et du développement durable, licences scientifiques et technologiques, formations d’ingénieurs et CPGE de la filière TSI, etc.

Le programme d’enseignement de physique-chimie poursuit cet objectif, dans la continuité des apprentissages du collège et de la classe de seconde. Il s’agit de renforcer la culture scientifique des futurs bacheliers de la série STI2D, de les faire accéder à une compréhension plus globale des concepts et notions de physique-chimie étudiés, d’améliorer leurs capacités d’investigation, d’analyse et de raisonnement, de les faire progresser dans la maîtrise de la démarche expérimentale scientifique et des compétences qui lui sont associées.

Les réalisations technologiques fournissent naturellement les exemples de contextualisation et d’application de l’enseignement de physique-chimie.
Quatre domaines d’études sont privilégiés : la mesure et les incertitudes, l’énergie, la matière et les matériaux, les ondes et l’information.

Le programme de mathématiques, en étroite articulation avec le programme de l’enseignement commun de mathématiques permet à la fois de compléter et d’approfondir, le programme de la partie « mathématiques » de l’enseignement de spécialité physique-chimie et mathématiques. Il est organisé autour de trois thèmes : géométrie dans le plan, nombres complexes et analyse.

Les activités menées en lien avec la physique-chimie donnent l’occasion de développer plus particulièrement les compétences « modéliser » et « représenter ».

Ingénierie, innovation et développement durable

L’enseignement de spécialité « Ingénierie, innovation et développement durable » est proposé en classe terminale.
Cette spécialité résulte de la fusion des spécialités de première et introduit des enseignements spécifiques d’application. Le programme comprend ainsi des connaissances communes et des connaissances propres à chacun des champs spécifiques : architecture et construction (AC), énergies et environnement (EE), innovation technologique et écoconception (ITEC), systèmes d’information et numérique (SIN).
Le programme vise l’acquisition de compétences de conception, d’expérimentation, de dimensionnement et de réalisation de prototypes dans leur champ technique propre selon des degrés de complexité adaptés à la classe terminale.

La mise en œuvre du programme associe étroitement :

• • • l’expérimentation et la simulation de tout ou partie du produit
    • l’observation du fonctionnement et des solutions constructives d’un produit
    • le raisonnement théorique nécessaire pour interpréter des résultats.

Le programme développe des compétences propres à chaque enseignement spécifique. Il appréhende aussi de manière globale l’approche « matière – énergie – information » qui caractérise les interactions au sein d’un produit réel.
Le projet est le pivot des enseignements spécifiques du programme ; il requiert un développement pluri-technologique mené de manière collaborative pour la réalisation et l’expérimentation d’un prototype ou d’une maquette.
Enfin, des expérimentations propres à chaque enseignement spécifique, associées à la découverte de solutions constructives, sont proposées pour donner un corpus de connaissances techniques plus approfondi.

Retrouver la présentation en vidéo de la STI2D ICI

Les enseignements spécifiques en classe terminale

Architecture et Construction (AC)

Cet enseignement spécifique explore des solutions architecturales et constructives pour concevoir tout ou partie de bâtiments et d’ouvrages de travaux publics dans le cadre de problématiques d’aménagement de territoires. Il apporte les compétences nécessaires à l’analyse, la conception et l’intégration d’une éco-construction dans un environnement connecté.

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Energies et Environnement (EE)

Cet enseignement spécifique explore l’amélioration de la performance énergétique et l’étude de solutions constructives liées à la maîtrise des énergies. Il apporte les compétences nécessaires pour appréhender les technologies dites « intelligentes » de gestion de l’énergie et les solutions innovantes du domaine des microénergies jusqu’au domaine macroscopique dans une démarche de développement durable.

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Innovation technologique et éco-conception (ITEC)

Cet enseignement spécifique explore l’étude et la recherche de solutions constructives innovantes relatives aux structures matérielles des produits en intégrant toutes les dimensions de la compétitivité industrielle. Il apporte les compétences nécessaires à l’analyse, la conception et l’intégration dans son environnement d’un produit dans une démarche de développement durable.

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Systèmes d’Information et Numérique (SIN)

Cet enseignement spécifique explore la façon dont le traitement numérique de l’information permet le pilotage des produits et l’optimisation de leurs usages et de leurs performances environnementales. Il apporte les compétences nécessaires pour développer des solutions intégrées, matérielles et logicielles, utiles à la conception de produits communicants.

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Informations extraites du Bulletin Officiel de l’Education Nationale

 

Le Lycée du Vimeu est un partenaire académique de Visual Paradigm et bénéficie de l’utilisation de l’outil UML en ligne de Visual Paradigm et de l’éditeur BPMN à des fins pédagogiques.