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Accueil du dossier Présentation des sciences de l'ingénieur Les sciences de l'ingénieur dans le supérieur

Les sciences de l'ingénieur, c'est quoi ?

Les sciences de l'ingénieur dans le supérieur

Publication : 22 novembre 2017
Vous vous souvenez tous des circuits électriques et des soudures en cours de technologie au collège. Que vous ayez ou non poursuivi les sciences de l’ingénieur au lycée, vous pourrez les étudier dans différentes formations du supérieur : BTS, DUT, prépas, licence, école d'ingénieurs, etc.

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BTS et DUT

En 2 ans après le bac, toute une palette de BTS et DUT sont en lien avec les sciences de l’ingénieur. Si chacun d’entre eux en traitent un aspect précis (mécanique, électronique, automatique, etc.), tous misent sur la pratique et les projets.

Pour qui ?

Les BTS et DUT sur ces domaines accueillent, en proportions variables, des bacheliers S, technologiques et professionnels. Des élèves attirés par la technique et les nouvelles technologies, qui veulent acquérir rapidement un diplôme professionnalisant. 

Quelles formations ?

Différents BTS proposent de se former aux sciences de l’ingénieur : systèmes numériques ; électrotechnique ; conception des produits industriels ; conception des processus de réalisation de produits ; conception et réalisation de systèmes automatiques ; fluides, énergies, domotique ; moteurs à combustion interne ; bâtiment ; maintenance des systèmes, etc.

Plusieurs DUT y conduisent également : génie mécanique et productique ; génie électrique et informatique industrielle ; mesures physiques ; génie thermique et énergie ; science et génie des matériaux ; qualité, logistique industrielle et organisation ; génie civil–construction durable ; génie industriel et maintenance ; réseaux et télécommunications, etc.

Quel degré de spécialisation ?

À l’exception du BTS assistant technique d'ingénieur qui touche à beaucoup de domaines (automatique, bureautique, électronique, électrotechnique, industrialisation, mécanique, etc.), les BTS sont spécialisés sur un aspect précis des sciences de l’ingénieur.

Les DUT, bien qu’un peu plus généralistes que les BTS, se focalisent aussi sur une dimension en particulier.

Et la pratique ?

Les travaux pratiques occupent environ un tiers de la formation : dans chaque discipline, il y a au moins une séance de TP par semaine, soit au total une dizaine d’heures hebdomadaires. Les élèves y apprennent notamment les gestes techniques : mesurer un courant ou une tension, faire un programme, souder, réaliser un circuit imprimé, etc. Par exemple, en cours sur les systèmes numériques, sont présentées les généralités ; en TD (travaux dirigés), sont étudiés les principes de base d’un langage ; en TP, les élèves réalisent de petits programmes qui mettent en œuvre le langage. 

Lors des projets, au cœur de la formation, les élèves abordent toutes les étapes depuis la réflexion théorique jusqu’à la réalisation pratique d’un objet technologique. Au début, il s’agit de projets simples, comme la conception d’un mini-orgue électronique où il faut calculer quelques composants, puis savoir les mettre en place, les tester, etc. À la fin de la 2e année, un vrai projet industriel est mené, parfois en partenariat avec une entreprise. 

Entre 10 et 16 semaines de stages sont prévues sur les 2 ans. Il est souvent possible de suivre la formation par l'apprentissage. 

Le saviez-vous ?

Loin de ne traiter que les sciences de l’ingénieur liées au domaine étudié, les étudiants conservent des cours de sciences fondamentales abordées en tant qu’outils. Les mathématiques permettent par exemple de calculer le courant dans un circuit électrique. Le programme comporte aussi des enseignements généraux comme la communication ou les langues.

Et après ?

Les diplômés de BTS et DUT ont accès à des postes de techniciens supérieurs pour faire des études, de la maintenance, du suivi de fabrication ou de la vente dans des domaines techniques : construction automobile, bâtiment, informatique, aéronautique. 

Ils peuvent aussi poursuivre leurs études, notamment dans l’une des nombreuses licences professionnelles orientées sciences de l’ingénieur (métiers de l'industrie : gestion de la production industrielle ; systèmes automatisés, réseaux et informatique industrielle ; maintenance et technologie : systèmes pluritechniques, etc.) ou en école d’ingénieurs.

 

Licences

Plusieurs licences relèvent des sciences de l’ingénieur. Elles constituent le plus souvent une première étape pour intégrer un master en 2 ans. À l’université, les sciences de l’ingénieur sont découpées en sous-disciplines, enseignées chacune par un enseignant différent. 

Pour qui ?

Les licences de sciences s’adressent en priorité aux bacheliers S. Pour les autres (notamment les bacheliers STI2D), il est conseillé de passer par une année de mise à niveau. 

Quelles formations ?

Pour étudier les sciences de l’ingénieur à l’université, différentes licences sont possibles : sciences de l’ingénieur ; sciences et technologies ; génie civil ; E3A (électronique, énergie électrique et automatique) ; génie mécanique, etc.

Quel degré de spécialisation ?

L’orientation est progressive avec une 1re année pluridisciplinaire, souvent intégrée à un portail commun à différentes licences de sciences. Par exemple : mathématiques, informatique, physique, ingénierie. L’étudiant y acquiert des connaissances fondamentales en mathématiques, physique et informatique, disciplines nécessaires à tout technicien ou ingénieur. Il découvre également les grands domaines des sciences de l’ingénieur (génie électrique, mécanique, génie civil, génie des matériaux, etc.) avant de choisir l’un d’eux, à partir du semestre 2, 3 ou 4. Cette découverte est d’autant plus importante que la plupart des bacheliers n’ont jamais fait de sciences de l’ingénieur avant l’entrée en licence. 

Les étudiants peuvent commencer à se spécialiser lors des parcours proposés en 3e année. Cette spécialisation se confirmera pendant les 2 années de master et pourra même devenir très fine, avec un l’essentiel du volume horaire consacré à la thématique. Par exemple, après une licence E3A, on peut poursuivre en génie électrique, automatique, électronique, robotique, optique, photonique, etc.

Et la pratique ?

Point commun à toutes les licences de sciences de l’ingénieur : après une entrée en matière théorique, la part de la pratique est plus importante que dans les licences de sciences fondamentales (mathématiques, physique, etc.). 

Les travaux pratiques peuvent occuper jusqu’à la moitié de l’emploi du temps. Ils visent l’acquisition de compétences en modélisation (logiciels de calcul et de simulation, programmation, etc.) et en expérimentation (manipulations d’appareils, techniques de mesure, etc.). Par exemple, pour traiter du traitement de signal, en cours magistral est abordée l’écriture du signal sous forme d’équation mathématique, avec les séries de Fourier ; en TD (travaux dirigés), les étudiants travaillent sur la résolution d’équations pour calculer les transformées de Fourier ; en TP, à partir d’une antenne, ils captent une chaîne de radio. Ces approches d’une même matière peuvent être prises en charge par trois enseignants différents.

Les projets permettent de s’exercer au travail en équipe, au respect d’un échéancier, à l’utilisation des outils numériques. 

Dans la plupart des licences, les stages ne sont pas obligatoires mais les étudiants sont incités à en faire au moins un. L’apprentissage est rare, parfois possible en 3e année.

Le saviez-vous ?

Pour ceux qui veulent poursuivre leurs études en école d’ingénieurs, il existe des parcours renforcés de licence qui préparent aux concours d’entrée en écoles : cours supplémentaires dans les matières aux concours, entraînement aux oraux, etc.

Et après la licence ?

La plupart des étudiants poursuivent leurs études en master, en 2 ans supplémentaires après la licence. Certains présentent les concours d’entrée en écoles d’ingénieurs par la voie des admissions parallèles, en fin de 2e ou de 3e année de licence.

Ceux qui ne veulent pas poursuivre jusqu'à bac + 5, il est possible de rejoindre une licence professionnelle orientés dans les sciences de l'ingénieur (métiers de l'industrie : gestion de la production industrielle ; systèmes automatisés, réseaux et informatique industrielle ; maintenance et technologie : systèmes pluritechniques, etc.)

 

Prépas

S’entraîner aux concours d’entrée en écoles d’ingénieurs constitue le principal objectif des prépas scientifiques. Résultat : ceux qui s’y orientent feront le plus souvent des sciences de l’ingénieur. Mais à plus ou moins haute dose et avec plus ou moins d’applications pratiques. 

Pour qui ?

Les prépas scientifiques sont destinées aux bacheliers S (toutes spécialités) et, pour certaines d’entre elles, aux bacheliers technologiques (notamment STI2D pour les prépas orientées vers les sciences de l'ingénieur). Elles sont réservées aux élèves prêts à s’investir dans des études théoriques et pluridisciplinaires.

Quelles formations ?

À l’exception de certaines classes tournées vers la biologie et la chimie, la plupart des prépas scientifiques inscrivent des sciences de l’ingénieur au programme de la 1re année, sous l'intitulé "sciences industrielles de l'ingénieur" (SII).

Le volume horaire varie d’une classe à l’autre. C’est la prépa  PTSI, destinée aux bacheliers S, qui les met le plus à l’honneur avec 8 heures 30 de cours par semaine, et même 10 heures 30 pour les bacheliers S n’ayant pas fait de sciences de l’ingénieur au lycée. Suit la prépa TSI, destinée aux élèves de STI2D, avec 7 heures. À l’inverse, la prépa  MPSI ne comprend que 2 heures de SII par semaine

Quel degré de spécialisation ?

En prépa, un seul et même enseignant est chargé de l’ensemble des apprentissages en sciences de l’ingénieur. Il aborde donc aussi bien les problématiques de génie électrique, de génie mécanique, d’automatique, etc. L’objectif : donner les bases de la formation scientifique de l’ingénieur, qui serviront ensuite en écoles. Quelle que soit la prépa, une part importante du programme est consacrée à "concevoir un système". Cela passe par l’analyse du besoin, l’analyse des systèmes existants, la modélisation, la simulation, l’analyse des résultats. 

Et la pratique ?

Il y a peu de travaux pratiques classes prépa, celles-ci visant la préparation de concours qui reposent largement sur des épreuves écrites, moins qu’en BTS, DUT, licence ou écoles d’ingénieurs. C’est d’autant plus vrai en prépa MPSI, qui comprend le moins de TP. En PTSI et en TSI, où 3 heures sont dédiées à l’expérimentation, les TP visent le plus souvent à vérifier les performances d’un système par rapport au cahier des charges : mettre en œuvre un système, le configurer pour qu’il réponde à un comportement, analyser son comportement pour ensuite le décrire et le modéliser, proposer un protocole expérimental, etc. Exemples de systèmes étudiés : manège de parc d’attraction, télescope motorisé, drone. Il n’y a pas de projets sur le long terme ni de stages.

Et après ?

La plupart des étudiants passent les concours d’entrée en école d’ingénieurs, en ENS (écoles normales supérieures) ou en écoles militaires. Certains rejoignent un cursus à l’université (licence, DUT) avec le système des équivalences. 

 

Écoles d'ingénieurs

Les sciences de l’ingénieur constituent le noyau dur de la formation en écoles d’ingénieurs. Selon le type de cursus, en 3 ou 5 ans, généraliste ou spécialisé, leur place dans la formation et leur contenu varient. Le but : résoudre des problèmes concrets et apprendre le métier d’ingénieur.

Pour qui ?

Après le bac, les écoles d’ingénieurs recrutent une majorité de bacheliers S, mais la plupart accueillent aussi des bacheliers technologiques (STI2D, quelques STL et STAV). À bac + 2, elles recrutent des étudiants de prépa, de BTS, de DUT, de licence. L’admission est toujours sélective. Avec 5 ans d’études au total, il faut être prêt à s’engager dans des études longues. 

Quelles formations ?

Par définition, les quelque 200 écoles d’ingénieurs ont pour objet les sciences de l’ingénieur. Certaines écoles sont dédiées à une thématique en particulier. D’autres, généralistes ou polyvalentes, proposent aux élèves de se focaliser sur un aspect précis seulement à partir de la 4e ou 5e année. Parmi les spécialités proposées : électronique, électrotechnique, automatique, robotique ; informatique industrielle ; génie mécanique ; génie civil ; matériaux ; génie industriel ; etc.

Quel degré de spécialisation ?

Pour les élèves qui intègrent une école directement après le bac, les 2 premières années, appelées "prépa intégrée", construisent le socle scientifique fondamental nécessaire à tout ingénieur : mathématiques, physique, informatique, etc. Des modules d’introduction aux sciences de l’ingénieur en lien avec la spécialité de l’école peuvent toutefois être inclus.

C’est pendant le cycle ingénieur, c’est-à-dire les 3 années avant d’obtenir le titre d’ingénieur, que les sciences de l’ingénieur deviennent prédominantes. Pour que le futur diplômé puisse exercer différents métiers au cours de sa carrière ou dans différents domaines, l’approche reste toutefois suffisamment large, moins pointue qu’en master par exemple.

Et la pratique ?

À côté des cours qui apportent la théorie, les sciences de l’ingénieur prennent la forme de TD (travaux dirigés) pour les exercices d’application et de TP (travaux pratiques) pour l’expérimentation. Les élèves ingénieurs sont confrontés à de nombreux cas pratiques et à des projets de groupe, souvent en lien avec des entreprises. Exemple d'un projet en ingénierie mécanique : la conception d’une éolienne, de la phase d’étude au dimensionnement et à l’industrialisation. Il s’agit pour les étudiants de se mettre dans la peau d’une équipe d’ingénieurs en bureau d’études et d’imaginer des solutions adaptées aux contraintes techniques et économiques qu’on leur donne.  

Au nombre des points forts des formations d’ingénieur : les 28 semaines de stages au minimum en entreprise ou en laboratoire qui ponctuent la scolarité dès la 1re année et vont croissant au fil du cursus. La dernière année, les élèves passent un semestre en entreprise pour réaliser leur projet de fin d’études. 

L’apprentissage est proposé par de nombreux établissements pour les 3 ans du cycle ingénieur. 

Le saviez-vous ?

En écoles d’ingénieurs, on n’étudie pas que des sciences. Pour préparer les futurs ingénieurs à mener des projets, encadrer des équipes et gérer des budgets, un tiers de la formation porte sur des sciences humaines et sociales : expression écrite et orale, langues vivantes, communication, management, etc.

Et après ?

La plupart des jeunes diplômés s’insèrent sur le marché du travail, où ils exercent leurs fonctions d’ingénieur dans des secteurs variés. Une partie d’entre eux poursuivent leurs études, notamment pour préparer un doctorat (bac + 8).

 

ENS

L’objectif des ENS (écoles normales supérieures) est de former, en 4 ans post-bac +2, les étudiants par la recherche pour des métiers tournés vers la recherche. Certaines proposent des cursus en sciences de l’ingénieur. 

Pour qui ?

L’accès aux ENS est très sélectif, réservé aux excellents élèves qui souhaitent s’orienter vers la recherche et/ou l’enseignement. L’essentiel des recrutements s’effectue après des classes prépa, mais quelques places sont accessibles après une 2e année de licence, un BTS ou un DUT. 

Quelles formations ?

Deux ENS proposent de se former aux sciences de l’ingénieur, celle de Paris-Saclay (ex-Cachan, avec trois départements : génie mécanique ; génie civil ; électronique, électrotechnique et automatique) et celle de Rennes (avec deux départements : mécatronique ; informatique et télécommunications).

Quel degré de spécialisation ?

À l’ENS Paris-Saclay, les étudiants commencent par 1 année commune aux différents départements de sciences de l’ingénieur. Objectif : découvrir les matières non étudiées en classes prépa et apprendre à dialoguer avec des spécialistes d’autres disciplines. En 3e année, les élèves choisissent entre la recherche et l’enseignement. En 4e année, ils se spécialisent (mécanique des matériaux ; calculs de structure et performance ; ingénierie de la production ; ingénierie des systèmes complexes, etc.). Certains partent dans d’autres écoles ou universités en France ou à l’étranger pour y suivre des spécialités correspondant à leur projet.

Et la pratique ?

Au total, travaux pratiques sur des plates-formes expérimentales de recherche et projets occupent environ 30 % de l’emploi du temps et s’appuient largement sur les laboratoires de l’ENS : laboratoire de composites, laboratoire de fabrication avec imprimantes 3D, labos de matériaux, etc.

Dès la 1re année, les élèves consacrent 4 heures par semaine à un projet pluridisciplinaire souvent en lien avec une entreprise ou une association : drones, véhicules hybrides, ballon dirigeable, etc. Exemple : pour travailler sur les aspects composites des matériaux, ils fabriquent eux-mêmes leur plat composite, puis ils essaient d’identifier les paramètres et de prévoir les comportements avec les outils numériques. Enfin, ils comparent la réponse du produit à ce qu’ils avaient prévu, et essaient d’expliquer à quoi sont dus les écarts constatés. 

Le saviez-vous ?

La recherche est au cœur des ENS. Dès la 1re année, les élèves normaliens sont mis au contact des enseignants-chercheurs. Puis tout au long de la scolarité, ils font des projets sur des sujets de recherche, en lien avec l’industrie. Tous suivent un master recherche avec un stage long en laboratoire. Le cursus comprend aussi plusieurs stages en recherche, dans les labos de l’école ou dans d’autres laboratoires.

Et après ?

À l’issue des 4 années d’école, la plupart des élèves poursuivent en doctorat (bac +8). Avec en ligne de mire des métiers tournés vers la recherche dans un organisme public, un centre recherche et développement d’entreprises privées, etc. Une partie significative des élèves passent l’agrégation de sciences industrielles de l'ingénieur pour enseigner.

 

Écoles spécialisées

Plusieurs écoles spécialisées, dites aussi "appliquées", sont positionnées sur les sciences de l’ingénieur. Elles ont pour points communs de préparer à des titres correspondant à un métier précis des sciences de l’ingénieur et de miser sur la pratique.

Pour qui ?

Les écoles spécialisées après le bac admettent des bacheliers S, STI2D et des bacheliers professionnels en cohérence avec le cursus visé. D’autres recrutent après un premier diplôme, BTS, DUT ou licence en lien avec la thématique de la formation. Dans tous les cas, elles s’adressent aux élèves qui veulent rentrer rapidement dans le vif du sujet et la pratique, et ont déjà un projet professionnel précis. Certaines écoles demandent même une expérience de quelques mois dans l'industrie, quel que soit le poste. 

Quelles formations ?

La plupart des écoles spécialisées recrutent au niveau du bac. En 2 ans, le CFA Promotrans forme des techniciens en maintenance des parcs de véhicules industriels ; l’Irup, des chargés de gestion technique des bâtiments tertiaires et industriels et des chargés de maintenance des systèmes numériques industriels ; le CFAI de l'AFPM, des techniciens supérieurs méthodes produit process.

D’autres écoles recrutent après un bac + 2, pour 1 à 3 ans de formation, comme l’Imerir qui forme des chefs de projet informatique et robotique en 3 ans. 

Et la pratique ?

Dans les écoles spécialisées, les liens avec l’entreprise sont nombreux et la place accordée à la pratique importante. Des ateliers permettent de mettre en application ce qui a été appris pendant le cours, sur des machines fournies par les entreprises : machine-outil, panneaux photovoltaïques, ateliers soudures, etc. Du même coup, l’enseignement théorique en mathématiques et en physique est moins poussé que dans les autres filières (école d’ingénieurs, licence, DUT, etc.). 

L’alternance de périodes à l’école et de périodes en entreprise est très répandue dans ces formations, qu’elle prenne la forme d’un contrat d’apprentissage, d’un contrat de professionnalisation ou de stages.

Le saviez-vous ?

Les écoles spécialisées délivrent des certificats d’école, dont elles définissent elles-mêmes le contenu, la durée et les modalités d’accès, contrairement aux diplômes nationaux. Il faut donc bien se renseigner en amont sur les métiers préparés, le contenu de la formation, l’insertion des diplômés, etc.

Et après ?

Une fois diplômés, la plupart des élèves entrent sur le marché du travail. Selon le diplôme obtenu, ils exercent des fonctions de techniciens ou d’ingénieurs (mais sans en avoir le titre, que l’on n’obtient qu’en passant par une école d’ingénieurs). 

 

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