Stages de recherche dans les formations d'ingénieur. Víctor Gómez Frías. École des Ponts ParisTech, Champs-sur-Marne, France

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1 Stages de recherche dans les formations d'ingénieur Víctor Gómez Frías École des Ponts ParisTech, Champs-sur-Marne, France Résumé Les méthodes de l ingénierie ont été généralement perçues comme différentes de celles de la recherche. Elles partagent toutes deux une base scientifique, mais l ingénierie cherche l efficacité dans la résolution de problèmes et la recherche porte sur des constructions théoriques solides. Toutefois, au cours des deux dernières décennies, de nombreux programmes d ingénieur incluent une formation à / par la recherche. Mots-clés Stages, formation d ingénieur, projets scientifiques, innovation. I. Introduction La société a-t-elle besoin d un profil «ingénieur-chercheur» ou y a-t-il deux profils différents? Serait-il utile de former des ingénieurs-chercheurs, ou bien, ces deux profils sont-ils trop différents pour les combiner? Même s il est possible de «produire» des ingénieurs-chercheurs exceptionnels, tous les élèves devraient être formés en tant que chercheurs ou la question est-elle plutôt de savoir comment identifier les meilleurs candidats? Les conclusions devraient prendre en compte les programmes d ingénierie déjà une très chargés. Le choix doit être comparé avec d autres options qui pourraient s avérer d une meilleure «efficacité pédagogique». À notre avis, tous les ingénieurs ne doivent pas être des chercheurs, mais tous doivent comprendre la fonction de la recherche afin d être capables de travailler avec des chercheurs. En outre, nous croyons que l innovation est le moteur de la société et de l économie. Pourtant, l innovation ne s apprend pas seulement dans un cours d «innovation» mais surtout la pratique. Un élève-ingénieur acquiert cette pratique précisément dans les stages de recherche. COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44

2 592 Questions de pédagogies dans l'enseignement supérieur La recherche et l innovation ne sont pas les mêmes activités. Les économies les plus fortes ont besoin des deux pour exceller, pas seulement l une ou l autre. Certains travaux de recherche et d innovation partagent un nombre important d outils intellectuels et scientifiques, par conséquent, tous les ingénieurs devraient être en contact avec la recherche proprement dite dans le cadre de leurs études. Il y a un consensus général, parmi les organismes d accréditation en ingénierie en Europe, entre les partenariats de recherche et d enseignement et les universités et l industrie qui sert à améliorer la qualité de l enseignement de l ingénierie et à renforcer la compétitivité de l industrie. Pour être une voie d entrée efficace pour la profession d ingénieur, les programmes d ingénierie devrait inclure dès que possible une formation pratique en situation. En France, en particulier au cours des trois dernières décennies, de nombreuses relations ont été développées entre les écoles d ingénieurs et les entreprises, visant à adapter les programmes aux besoins du marché du travail. Dans les programmes traditionnels d ingénierie à l école, ces partenariats peuvent conduire à différentes activités parascolaires, comme le parrainage des activités des élèves, des forums et des séminaires, du matériel de prêt, l enseignement par les représentants des entreprises et, notamment, des stages en entreprises prévues dans le programme scolaire L existence de périodes de stage dans l industrie en France dans les écoles d ingénieur remonte au XVIII ème siècle. À titre d exemple, les élèves de l École Nationale des Ponts et Chaussées réalisaient à l époque des stages d été dans l industrie dans les différentes régions de France ou même à l étranger. Toutefois, l organisation systématique de stages dans l industrie dans le cursus d ingénieur en France n a commencé que dans les années 60. Selon certains auteurs [Maury, 2010], le développement des stages en industrie en France est directement lié à l introduction systématique des sujets non-techniques dans le cursus d ingénierie et à une conception de l ingénieur en tant que professionnel généraliste qui est capable de fonctionner dans une variété d environnements complexes. COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44

3 Les courants de la professionnalisation : enjeux, attentes, changements 593 II. Caractéristiques et objectifs En règle générale, les cursus d ingénieurs français comprennent plusieurs périodes de stages intégrés qui sont effectués tout au long de la scolarité. Ces stages peuvent être de différents types et longueurs et servir à des fins différentes. Quel que soit le type de stage, nous pouvons trouver des principales caractéristiques communes : 1. L expérience est contrôlée et encadrée par l école d ingénieur et de l institution d accueil (entreprise, laboratoire de recherche, ONG, etc.). 2. Il y a toujours une phase de planification précédente dans laquelle les objectifs, les méthodes d évaluation, et les résultats d apprentissage sont précisés. 3. Après l expérience de stage, il y a toujours un retour de l expérience. En règle générale, un rapport doit être remis par l étudiant. Très souvent, des séances de débriefing sont organisées afin d en extraire les principaux enseignements de l expérience. 4. En France, tous les stages d une extension de plus de deux mois doivent être rémunérés [Journal Officiel, 2006]. Quant à la finalité des stages, nous pouvons identifier quelques grands objectifs [Maury, 2010 ; Thummel, 2010] : 1. Assurer une certaine prise de conscience et l ouverture des étudiants au monde professionnel, en particulier pour les aspects sociétaux, éthiques et humains. 2. Se familiariser avec les organisations et les structures organisationnelles. Pour être en mesure d acquérir certains réflexes de base et compétences professionnelles relationnelles et comprendre leur rôle futur au sein de l organisation. 3. Appliquer une combinaison de connaissances, capacités et attitudes apprises tout au long de la formation d ingénieur à une situation professionnelle réelle. 4. Fournir un premier contact avec le secteur professionnel, qui vise à améliorer l employabilité à court terme de l étudiant. COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44

4 594 Questions de pédagogies dans l'enseignement supérieur III. Innovation et recherche L innovation et la recherche ne sont pas les mêmes activités, mais elles partagent certains points communs. D abord, elles représentent un continuum dans le développement industriel. La recherche (y compris le développement) a directement ou indirectement pour objet de fournir de nouveaux éléments scientifiques susceptibles d être utilisés par les entreprises pour améliorer l efficacité de la production et la qualité des produits, d innover dans leurs processus et produits. En outre, les deux activités, la recherche et l innovation partagent des outils communs intellectuels, tels que l observation, la communication, le prototypage, les essais... En d autres termes, la formation dans l une ou l autre développe des compétences qui pourraient être utilisées lorsque l on travaille dans l autre. Si l on considère la question du point de vue de l enseignement et les résultats dans les programmes d ingénieur, on peut considérer qu une expérience de recherche pour tous les élèves n est pas seulement un moyen de les mener à des carrières de recherche (un objectif qui ne peut être destiné qu à environ 10 15% au plus), mais aussi un instrument puissant pour leur apprendre à travailler ensemble avec les chercheurs et, surtout, pour mieux innover (un objectif souhaitable pour 100% des ingénieurs). IV. Une perspective internationale Les stages obligatoires en tant que composants intégrés des programmes d ingénieur semblent plus développés en France que partout ailleurs [Bardi, 2010]. Dans certains autres pays (Allemagne, Royaume-Uni) sont assez fréquents [Onof, 2010] alors que dans d autres (États-Unis, Espagne, Italie) sont rares ou très rares [Bardi, 2010 ; Commission des Titres d Ingénieur, 2010 ; Díaz et al., 2010 ; González et al., 2010 ; Braico et Zandonini, 2010]. La raison de ces différences importantes dans l utilisation des stages est plus qu une question de pratiques pédagogiques. Il s agit du modèle de relation entre la formation académique et pratique professionnelle qui en définit les clés principales. Ce modèle comprend deux dimensions : 1. Les relations entre l industrie et les établissements universitaires, et en particulier le fait que les enseignants ont une expérience professionnelle ou des relations intenses avec l industrie ou non ; 2. La conception du métier d ingénieur en deux phases soit quelques années d enseignement scientifique pour avoir une solide préparation COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44

5 Les courants de la professionnalisation : enjeux, attentes, changements 595 puis plusieurs décennies de pratique professionnelle ou spécialisation (c est le cas, par exemple au Royaume-Uni ou au Canada) ; ou bien, comme une spirale de la formation tout au long de la vie où plusieurs expériences académiques et professionnelles sont enchaînées et interagissent les unes avec les autres (qui est principalement le cas en France). En conséquence, les pays avec moins de relations entre l industrie et l académie, ou plus loin du paradigme de formation tout au long de la vie, s appuient moins sur la pratique des stages. Il est donc important d être conscient du fait que leur utilisation n est pas juste une question pédagogique mais qu elle est profondément liée aux questions plus générales concernant l enseignement et la pratique professionnelle. V. Expérience de recherche en programmes d ingénierie Qu est-ce qu une «expérience de recherche» dans un cursus d ingénieur? En fait, on peut imaginer non seulement une expérience de recherche tout au long de leurs études, mais aussi une combinaison d expériences progressives. Il est peu utile de submerger un élève-ingénieur dans un laboratoire pendant plusieurs mois, s il n a jamais lu un article avant : il perdrait trop de temps à comprendre les méthodes de la recherche avant d être productif et d obtenir un résultat scientifique et pédagogique pour lui. Chaque cursus doit s adapter à cette formation à la recherche. Il n y a pas de formule magique, nous allons seulement indiquer quelques points que nous jugeons importants. Tout d abord, le contact avec la recherche scientifique est un moyen utile pour les étudiants de découvrir les sujets qui les passionnent et qu ils approfondissent dans leur étude. Il y a un socle de matières imposées à chaque ingénieur, mais il est très important de laisser une marge aux élèves d aller plus loin. Dans leur futur professionnel, ce sera extrêmement utile non seulement pour apprendre ce qu ils veulent, mais aussi ce dont ils ont besoin : le monde professionnel est très large et s'ils n apprennent pas à l université tout ce dont ils ont besoin pour travailler, surtout au fur et à mesure que leur diplôme devient une référence plus lointaine dans le passé car les connaissances et pratiques de référence évoluent. En d autres termes, l école permet aux élèves d apprendre (pas seulement la connaissance pure, mais aussi la façon de faire, et comment être) mais on doit surtout apprendre à apprendre aux élèves. Faire de la place à la recherche (15-20% COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44

6 596 Questions de pédagogies dans l'enseignement supérieur du temps de l élève) dans les programmes d ingénierie est un excellent moyen pour l obtenir. Toutefois, les gestionnaires de l école doivent être conscients que la recherche implique le tutorat individuel (ou en petits groupes), ce qui implique des ressources humaines plus importantes que pour l enseignement traditionnel : 1. Un enseignant a besoin en moyenne d une heure pour préparer un enseignement d une heure, pour environ 30 étudiants qui eux-mêmes ont besoin d une autre heure de travail personnel ; soit pour les deux heures de travail de l enseignant, 60 heures de travaux d élèves (ratio d efficience 1 / 30) ; 2. Tandis qu un tuteur de recherche a besoin de rencontrer ses élèves au moins une heure toutes les heures de travail personnel. Au niveau bachelor, l expérience de la recherche doit consister à non seulement lire des livres ou des diapositives, mais aussi des articles : certains d entre eux peuvent être des références historiques ou des articles scientifiques de base facilement accessibles, tout en proposant d autres plus fouillés (choisis par les enseignants pour qu ils ne soient pas trop compliqués). L évaluation de la compréhension doit se baser non pas uniquement sur des examens, mais aussi sur des notes de synthèse, de manière à les former aussi à la rédaction scientifique. Plus tard, les élèves peuvent eux-mêmes choisir les articles à lire, après avoir été formés par les services des bibliothèques tout en gardant le contact avec les enseignants qui peuvent les orienter, lire leurs synthèses et discuter avec eux des aspects qu ils ne comprennent pas. Les stages pratiques en laboratoire sont la dernière étape de cette expérience de recherche. Le sujet de recherche doit être présenté par le laboratoire, qui connaît bien les programmes de recherche (tant dans les aspects scientifiques que financiers), mais l élève doit choisir librement son intérêt et même proposer de l adapter à sa compétence en accord avec le laboratoire. En effet, un élève qui se forme dans la recherche ne doit pas se limiter à exécuter un programme d essais ou entretiens prédéfinis, mais être considéré comme un chercheur à part entière (débutant) qui sera coresponsable de la recherche qu il entreprend. Par ailleurs, un stage en laboratoire n est pleinement réalisé que s il se termine par la rédaction d un article qui peut être soumis à un examen scientifique. Ceci implique plus ou moins d engagement et un environnement de travail en équipe. Idéalement, l élève peut préparer son choix et commencer à se documenter plusieurs mois à l avance pour ne pas perdre de temps pour définir l objet de recherche, puis avoir un temps plus intensif dans son cursus pour s investir fortement sur la recherche (y compris à plein temps). COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44

7 Les courants de la professionnalisation : enjeux, attentes, changements 597 VI. Formation à l innovation En parallèle à ces expériences scientifiques, les étudiants peuvent également être formés spécifiquement à l innovation au cours de leurs études, non seulement pour développer les liens avec les outils de recherche intellectuelle, mais aussi en leur montrant particulièrement l importance de l innovation dans leur carrière professionnelle. Par exemple, ils peuvent participer à des projets sous mandat industriel pour innover dans leurs produits et / ou procédés. Ils peuvent également travailler sur leurs propres idées (issues des «déceptions» quotidiennes sur ce qui peut être amélioré) : c est probablement un bon exercice pour le travail en équipe et pour utiliser quelques outils de base, mais ils pourront difficilement aller loin sans les données réelles des entreprises sur les prix, la demande, la technologie... En outre, certaines innovations peuvent exiger un prototypage coûteux qui a besoin du soutien de l entreprise. Actuellement, un nombre croissant d écoles, en partenariat avec les organismes de financement (privé, comme les business angels ou des organismes publics) développent des programmes d entrepreneuriat, de sorte que certains élèves peuvent développer les projets d innovation qu ils ont défini et «raffiné» tout au long de leur des études. C est une excellente initiative, mais il ne faut pas oublier que ces programmes sont dirigés pour seulement quelques élèves mais que tous doivent avoir une occasion de se sensibiliser à l entrepreneuriat et à l innovation. VII. Conclusion Enfin, nous tenons à préciser que nous croyons qu il y a trois profils différents: ingénieurs, chercheurs et ingénieurs-chercheurs. L ingénieur est formé pour travailler dans les opérations et la conception, être en mesure d obtenir les meilleures solutions en termes de faisabilité, mais aussi de budget et de contraintes de temps. Le chercheur traite des problèmes où une compréhension rigoureuse et une vérification complète sont nécessaires. L objectif est de contribuer à la construction de la science avec une brique solide. L «ingénieur-chercheur» est plus précisément un chercheur en ingénierie, ce qui nécessite une formation de base en tant qu ingénieur. Ils ont tous besoin de savoir comment travailler ensemble, que leurs activités ne sont pas destinées à être indépendantes, mais au contraire en relation constante. Comme nous l avons dit, l ingénieur doit se confronter à la recherche pour mieux innover et apprendre à apprendre. Mais cela ne signifie pas du tout que tous les COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44

8 598 Questions de pédagogies dans l'enseignement supérieur ingénieurs doivent être des chercheurs professionnels, pas même pour une partie de leur vie, ni faire un doctorat. Les diplômes d ingénieur doivent former les élèves aux compétences dont ils auront besoin pour être de bons professionnels. Être chercheur (éventuellement en ingénierie, ce qui n est pas autant développé que dans les autres domaines) est une autre carrière qui a besoin d un engagement professionnel et d une formation spécifique. Références Bardi, T. (2010) : Les stages à l étranger : un moment fondamental dans la formation de l ingénieur. in Internships in Engineering Education, École des Ponts ParisTech, France, Braico, L. et Zandonini R. (2010) : Internships : an experience within the Italian system. in Internships in Engineering Education, École des Ponts ParisTech, France, Commission des Titres d Ingénieur (2010) : Accords avec le Canada. at décembre Díaz, P. et al. (2010) : Internships in engineering: the experience of the civil engineering school of Santander (Spain). in Internships in Engineering Education, École des Ponts ParisTech, France, González-Escrivá, J.A. et al. (2010) : Analysis of the incoming and outgoing internships in the school of civil engineering of Valencia (Spain). in Internships in Engineering Education, École des Ponts ParisTech, France, Journal officiel. (2006) : Loi pour l égalité des chances et ses décrets d application. France. Maury, C. (2010) : L évolution historique des stages. at Ouverture_colloque_ENPC_stageslocal.pdf, décembre Onof, C. (2010) : Internships in Engineering : a view from Imperial College. in Internships in Engineering Education, École des Ponts ParisTech, France, Thummel, R. (2010) : Préface. in Internships in Engineering Education, École des Ponts ParisTech, France, COLLOQUE_livre 2.indd /05/11 10:44