CURRICULA, PRÉ-ACQUIS, PRÉREQUIS
LE CAS D’UNE SCIENCE POUR L’INGÉNIEUR : L’EEA
TÉMOIGNAGE
Jean-Paul LOUIS
1. PRÉLIMINAIRE : UN TÉMOIGNAGE
Je prends « le clavier » pour la première fois de ma carrière sur une thématique que je pratique depuis 37 ans (au moins), sur laquelle j’ai régulièrement des « conversations de restaurant universitaire », mais sur laquelle je n’ai jamais écrit : l’enseignement. À l’origine, il y a eu un exposé oral que j’ai prononcé le 9 juin 2005 dans le cadre du Séminaire STEF, et qui était également pour moi une première, tant dans son fond, que dans sa forme : un exposé où je suis resté assis pour parler face à un public, alors que je fais toujours mes cours debout au tableau où j’écris, où je fais des calculs et où je dessine des schémas. Je vais donc conserver à cet exposé écrit de nombreuses traces de sa forme orale initiale1, et chercher à lui donner son statut réel : celui d’un témoignage. Pas uniquement un témoignage personnel car, pendant sa préparation, j’ai eu des entretiens avec des collègues, et ce fut très intéressant. Eux aussi ont rarement l’occasion de théoriser leurs expériences, et ces échanges furent très
1 Certains paragraphes sont d’ailleurs des réponses à des questions posées lors de ce
séminaire. Je remercie donc les participants de m’avoir poussé à être plus précis. Par ailleurs beaucoup de notes chercheront à expliciter quelques-uns des nombreux sigles et mots codés que nous utilisons professionnellement, tous les lecteurs n’étant pas forcés de connaître, notre jargon technico-professionnel, tous les sigles des « prépas » ou toutes les nouveautés induites par le « processus de Bologne ».
enrichissants, du moins pour moi. J’ai aussi pris conscience qu’un exposé
véritablement scientifique aurait exigé un travail très long (recherche
précise des sources, examen de nombreux documents, multiples entretiens avec des acteurs très divers). Ce que je vais dire sera forcément superficiel et parfois partial dans mes jugements. C’est donc bien de témoignages qu’il s’agit.
2. CURRICULA ? PRÉ-ACQUIS ? PRÉREQUIS ?
Le Séminaire STEF concerne les « curricula ». Comme je ne suis pas spécialiste de ces questions, j’ai orienté cette thématique vers les problèmes de « prérequis »2 ou de « pré-acquis » (ce qu’on définit dans les program-mes, et ce dont on doit se contenter quand on fait un cours réel devant des étudiants réels) dans un domaine spécifique, ici « l’EEA3 ». Celui-ci appartient aux « Sciences pour l’Ingénieur »4. Je vais commencer par une profession de foi personnelle : je ne nous considère pas comme des physiciens, car notre but ultime n’est pas d’élucider les mystères de
l’univers, mais nous avons à apporter des réponses à des besoins de la société : voilà ce qui, pour moi, définit les sciences pour l’ingénieur. Nos
enseignements ont pour but de former des cadres (techniciens, ingénieurs, chercheurs) qui, in fine, de façon directe ou indirecte5, travailleront pour l’industrie. Mon domaine est celui de « l’EEA ». Comme cet acronyme est peu connu du public extérieur à la profession, je reviendrai sur sa signification. J’ai rencontré des enseignants de ce domaine pour discuter des « pré-a/requis » et je vais essayer de faire part de leurs réactions qui dépendent largement d’une des deux grandes catégories auxquelles ils appartiennent, les « anciens » ou les « nouveaux » (enseignants). Leurs réactions vont nous conduire vers quelques réflexions, sur la « déréalisation de monde » qui poseront quelques problèmes de curriculum.
2 Dans ce texte, je vais abuser des guillemets que je considère comme des
« marqueurs » : ils indiquent que ces mots, acronymes ou expressions ont des significations techniques bien précises pour une corporation, avec des connotations spécifiques. Un lecteur appartenant à un autre groupe social doit savoir que ce mot, même quand il a une apparence sympathique, peut avoir une autre signification que celle qu’il connaît dans le langage courant.
3 Après hésitation entre « E.E.A. » et « EEA », j’ai opté pour cette seconde graphie :
ces sigles sont vécus comme des noms en soi, non comme des abréviations. Par esprit de système, j’ai donc supprimé les points dans tous les acronymes.
4 Au sens que ce terme a dans notre profession, par exemple dans le défunt
« Département Sciences pour l’Ingénieur » du CNRS auquel succède (après divers avatars) le nouveau « Département Ingénierie » qui vient d’être créé par cette institution (2005), département auquel mon laboratoire est rattaché.
3. UN DOMAINE DES SCIENCES POUR L’INGÉNIEUR : L’EEA « L’EEA », acronyme pour « Électronique, Électrotechnique, Automatique », est un vocable traditionnel de ma corporation. Nous avons un problème de vocabulaire, et partant, de « visibilité », en particulier auprès des lycéens et des jeunes étudiants. Il y a déjà des difficultés de communication sociale avec des mots plus généraux, comme « techniques » ou « technologiques » qui sont dévalorisés auprès des lycéens à cause de « l’orientation » telle qu’elle est pratiquée dans l’enseignement secondaire. Le mot « Ingénierie » est encore perçu positivement, mais il n’appartient pas au vocabulaire courant et son sens strict en français6 ne correspond pas (quoi qu’en dise le Petit Robert) à l’excellent mot anglais « Engineering7 ». L’usage français du mot « génie »8, comme dans les expressions « génie mécanique », « génie civil » ou « génie électrique », est trop restreint aux IUT, à quelques écoles d’ingénieurs et à des agrégations, et il n’a pas un effet de valorisation. Bref notre corporation a un grave problème de « visibilité » auprès des jeunes. Mon association professionnelle, le Club EEA, se penche depuis des années sur un renouvellement du sigle et du logo9, mais nous n’avons pas abouti. Les « maîtrises EEA » (créées par les universités il y a quelques dizaines d’années) ont été emportées dans la tourmente du « Processus de Bologne » (dit, en France, « LMD10 ») et les nouveaux sigles, comme celui du « master » commun à l’université Paris-Sud-Orsay et l’ENS11 de Cachan, le « Master IST 12 », n’est pas plus « visible » par nos étudiants potentiels.
6 « Étude globale d’un projet industriel sous tous ses aspects (techniques, économiques,
financiers, sociaux), coordonnant les études particulières de plusieurs équipes de spécialistes » (Petit Robert).
7 « The activities or the function of an engineer » (Dictionnaire Webster).
8 Qui devrait convenir comme le montre son usage quotidien au Québec ; exemple :
« La faculté des sciences et de génie de l’Université Laval ».
9 Le vrai problème caché étant celui du recrutement de (bons) étudiants.
10 C’est-à-dire « Licence-Master-Doctorat » qui a succédé (avec le même sens) à
l’expression chiffrée « 3-5-8 ». Le sigle international est « BMD » pour « Bachelor-Master-Doctorate » du « processus de Bologne ». (On notera qu’un « bachelier » international est un « licencié » français). Une difficulté pour la rédaction de ce texte vient du fait que ce processus de Bologne est seulement en cours d’installation parmi nous, qu’il génère d’importants « transitoires » et qu’il perturbe notre vocabulaire : nous continuons à parler de « DEA » alors que ceux-ci ont laissé la place aux « Master recherche 2 », et que nos « masters » (Bac + 4 et 5) ont été mis en place
avant la licence ; ce dernier terme désignait une formation en un an (Bac + 3), alors
que maintenant il désigne une formation en trois ans (Bac + 1 à 3). Cette situation complique la présentation de la situation et alourdit l’écriture, comme le montre déjà cette longue note.
11 L’École normale supérieure de Cachan, ou j’enseigne.
12 « Informations, Systèmes et Technologies - EEA ». Le sigle « EEA » a donc été
Comparé à des noms de disciplines plus clairement identifiables, comme « physique », « chimie », « mathématiques », « mécanique », le sigle EEA est plus difficile à interpréter. Pour une raison linguistique difficile à définir le mot « électricité » seul n’a jamais pu s’imposer : « Département de mécanique », oui, mais « Département d’électricité », non. Il y a une « agrégation de mécanique », mais nous n’avons pas une « agrégation d’électricité ». Pourquoi l’« École supérieure d’Électricité », l’ESE, a-t-elle changé son nom en « Supélec » ? Cette question linguistique nous pose de très graves problèmes de « visibilité » qu’il ne faut pas minimiser. Si l’on parle d’un « électricien », on voit un ouvrier en bleu de travail avec un tournevis et une pince à dénuder. Si on parle d’un « physicien », on voit Hubert Reeves à la télévision.
Seul, le premier terme d’EEA, « l’électronique », est connu. Chacun sait à peu près de quoi il s’agit. Précisons qu’il s’agit de la science de l’électricité appliquée au domaine des « courants faibles » ; elle conçoit et construit des composants et des systèmes dédiés au traitement du signal et de
l’information. L’électronique est reine dans les « produits bruns » (matériels
haute-fidélité, radios, télévisions, magnétoscopes, lecteurs de DVD), dans les ordinateurs (« puces », mémoires), dans les télécommunications (téléphones « cellulaires »13, par exemple).
Le deuxième terme, « l’électrotechnique » est beaucoup moins visible14 : le grand public semble penser que l’électricité qui arrive chez elle vient du ciel (et non des alternateurs des centrales électriques, heureusement, la « facture d’électricité » lui remet régulièrement les pieds sur terre) et ne se doute pas que lorsqu’il tourne la clef du « démarreur » de sa voiture, c’est un moteur électrique qui met en route le moteur thermique (naguère, c’était une manivelle actionnée par les muscles humains). Il y a là un aspect de la « déréalisation du monde » sur laquelle je reviendrai abondamment (voir les sections 9.1 à 9.4). L’électrotechnique est donc la science de l’électricité appliquée au domaine des « courants forts » ; elle conçoit et construit des machines et des dispositifs dédiés à la production, au transport et à l’utilisation de l’énergie électrique. L’électrotechnique est reine dans nos « produits blancs » (électroménager : machines à laver, robots ménagers) et dans l’industrie puisque tous les esclaves qui utilisent leurs forces pour
13 Nos contemporains disent « portables » par manque de culture et de vocabulaire
techniques.
14 Un exemple des difficultés liées au vocabulaire technique, la définition du mot
« électrotechnique » par le Petit Robert : « Qui concerne les applications techniques de l’électricité ». Cette définition est une excellente traduction de l’anglais « electrical engineering » ou de l’allemand « Electrotechnik », malheureusement, en français, cette définition est fausse.
travailler sont le plus souvent15 des moteurs électriques. Elle est très présente dans les transports (une voiture moderne à moteur thermique -contient entre trente et cent cinquante moteurs électriques ; les locomotives n’ont plus de machine à vapeur depuis longtemps) ; la difficulté du stockage de l’électricité limite encore sérieusement le développement des voitures à traction électrique.
L’électronique et l’électrotechnique ont en commun d’exiger une bonne connaissance des propriétés physiques des dispositifs ou ces sciences sont mises à contribution.
Le troisième terme, « Automatique » doit être défini : les esclaves, puis les ouvriers, ne mettaient pas que leurs muscles à la disposition de leurs employeurs : ils y mettaient aussi leurs cerveaux et leur ingéniosité. Cette « intelligence » dans les « systèmes » permet à des usines de fonctionner sans qu’un ouvrier surveille chaque « actionneur » pour modifier son réglage afin de l’adapter aux circonstances. L’automatique s’intéresse donc aux lois de commande qui pilotent les avions (premier grand domaine d’application dès la seconde guerre mondiale) ou les unités de production industrielles, mais aussi à des dispositifs de plus en plus nombreux, cachés dans nos produits « grand public » (le magnétoscope, le linge, le lave-vaisselle, le four sont « programmés »). L’automaticien est souvent un « ensemblier » qui s’intéresse au bon fonctionnement d’un « système » qui peut être très grand (une usine de production peut contenir des milliers de moteurs qui, tous, doivent être pilotés intelligemment pour que le travail soit bien fait : pensons aux robots qui fabriquent les voitures). Les « lois de commande » sont le plus souvent « implantées » dans des dispositifs électroniques (composants « analogiques », ou « numériques » comme les microprocesseurs).
Par commodité, on associe souvent à l’automatique le « traitement du signal et de l’image » qui s’intéresse à la qualité des signaux créés, transmis ou reçus : nous souhaitons reconnaître la voix de nos correspondants dans nos téléphones portables, même quand nous sommes dans le parking souterrain d’un immeuble en fer et béton ; nous souhaitons éliminer les parasites qui gâchent les émissions de radio ou de télévision ; nos enfants adorent les jeux vidéos où des monstres se font trucider dans des décors à trois dimensions qui défilent à toute vitesse ; nous souhaitons entendre la voix d’un chanteur enregistré avant 192516 sur un disque dit « à aiguille », voix couverte de craquements divers, quand cet enregistrement est « repiqué » dans un « compact disk » « remasterisé ».
15 Attention à l’impérialisme des électriciens ! Il existe des moteurs à essence, des
moteurs diesel, des moteurs hydrauliques, des moteurs pneumatiques.
L’automatique et le traitement du signal ont en commun d’être des sciences très mathématisées et de nombreux spécialistes ne viennent pas des « sciences pour l’ingénieur », mais des « mathématiques appliquées » car ils travaillent le plus souvent à la détermination « d’algorithmes » (de commande, de traitement de signaux) qui seront implantés dans des composants électroniques qui, eux-mêmes, piloteront des machines, électriques par exemple (je simplifie à l’extrême).
L’EEA développe aussi des activités en « génie informatique » qui sont plus appliquées que celles qui sont prises en charge par « l’informatique » proprement dite. En effet, il faut « implanter » les lois de commande des automaticiens, ou les « algorithmes » des traiteurs de signaux.
Le point commun de presque toutes les disciplines de l’EEA, c’est d’être au cœur de ce qu’on nomme aujourd’hui les « STIC », les sciences et technologies de l’information et de la communication qui sont au cœur des « nouvelles technologies » (informatique, télécommunications) où ont lieu de nombreuses innovations qui participent au développement de l’industrie mondiale. On la trouve également dans d’autres domaines « stratégiques » comme celui de la santé, puisque « l’imagerie » qui a permis tant de progrès dans la prévention des maladies les plus graves, emprunte largement à l’électronique, au génie informatique et au signal.
4. QUELQUES FILIÈRES D’ENSEIGNEMENTS DE L’EEA.
Je me limiterai aux formations post-baccalauréat où œuvrent les collègues que j’ai rencontrés pour préparer cet exposé. On est là dans un domaine technique où les IUT, les BTS17 et les écoles d’ingénieurs sont dominants. Mais les universités ont développé ces enseignements quand elles ont voulu se professionnaliser : j’ai déjà parlé de la (défunte) « maîtrise EEA », mais il y avait aussi des « MST »18 qui avaient donné naissance à des
« DESS »19 ; il y avait également des DEA : toutes ces filières se sont
fondues dans les nouveaux « masters » du processus de Bologne, pour donner naissance à des « masters recherches » et des « masters professionnels ». Je suis enseignant dans une ENS, et on ne s’étonnera pas de l’importance de la formation des maîtres dans les activités de mes collègues, que ce soit pour les préparations aux agrégations à Cachan ou à Ker-Lann20, ou pour la préparation à d’autres concours comme les CAPES,
17 soit, respectivement, « Institut Universitaire de Technologie » et « Brevet de
Techniciens supérieurs » ; dans ce dernier cas il serait plus correct (mais moins courant) de parler de « STS » : « Sections de Techniciens Supérieurs ».
18 « Maîtrises des Sciences et Techniques ». 19 Diplôme d’enseignement supérieur spécialisé.
20 L’antenne de Bretagne de l’ENS de Cachan (site de Ker-Lann de la commune de
les CAPET ou les PLP221, puisque de proches collègues sont enseignants en IUFM22. D’autres collègues sont enseignants en IUT, et d’autres au
CNAM23. Le panorama des formations possibles est donc très large, et les témoignages rapportés ici ne pourront donc être que très fragmentaires. Je commencerai par nos préparations aux agrégations. Il y en a deux. L’une est une option de l’agrégation de physique24 et relève donc de l’inspection générale du groupe de sciences physiques de l’IGEN25. C’est l’agrégation que nous appelons en raccourci « physique appliquée ». Deux anciens hauts dirigeants du CNRS., Geneviève Berger, qui fut directrice générale, et Francis Jutand, qui fut directeur du département STIC26 sont agrégés de physique appliquée. Nous considérons que cinq matières composent le menu de cette agrégation : l’électronique, l’électrotechnique, l’automatique, le signal et, au niveau des CPGE27, la physique. L’autre est l’agrégation de « génie électrique » qui dépend de l’inspection des sciences et techniques industrielles de l’IGEN. Cette agrégation a aussi cinq composantes : l’électronique, l’électrotechnique, l’automatique, le signal, l’informatique industrielle, avec une forte coloration technologique. Ces deux agrégations ont deux gestions administratives différentes, et des cultures différentes comme le montre le rôle de la physique pour l’une et de la technologie pour l’autre. Ces deux agrégations ont un point commun très fort : elles sont « généralistes » (à l’intérieur du domaine de l’EEA) ; elles s’opposent par là à de nombreuses formations beaucoup plus « pointues » comme celles qu’offrent de nombreuses écoles d’ingénieurs ou la plupart des (ex) maîtrises/master 1.
Nous intervenons aussi en deçà et au-delà des agrégations. Nous intervenions massivement dans la licence « d’ingénierie électrique » qui a disparu avec le processus de Bologne, car la licence est maintenant une
maîtres ès sciences dans le cadre du « concours troisième année » pour les préparer à l’agrégation de génie électrique.
21 Respectivement : « Certificat d’Aptitude à l’Enseignement secondaire », « Certificat
d’Aptitude à l’Enseignement technique » et « Professeurs de Lycées professionnels 2e Grade ».
22 « Instituts Universitaires de Formation des Maîtres ».
23 Le CNAM : « Conservatoire national des Arts et Métiers », et non pas « La Cnam »,
(« Caisse Nationale d’Allocations Maladies »), comme je l’ai entendu dans la bouche d’une ministre déléguée à la recherche.
24 L’agrégation de « sciences physiques » a quatre options : « physique », « chimie »,
« physique appliquée », « procédés physico-chimiques ».
25 Inspection générale de l’Éducation nationale.
26 Je rappelle la signification de ce sigle récent : « Sciences et Technologies de
l’Information et de la Communication ».
27 On reconnaît ici les « classes préparatoires aux grandes écoles », dites « classes
formation en 3 ans (et non plus en 1 an après le DEUG28, un IUT ou une « prépa »). Précisons qu’une ENS et un IUFM n’ont pas vocation à intervenir dans des formations aux niveaux « Bac +1 » et « Bac + 2 ». Nous interviendrons maintenant au niveau de l’année « L3 » d’un « parcours »29 de la licence de physique de Paris Sud-Orsay. Nous intervenions dans la « maîtrise EEA » de Paris Sud-Orsay, et maintenant nous sommes co-habilités au Master IST que j’ai déjà cité dans le premier paragraphe de la section 3. Nous intervenons donc de façon importante au niveau « M1 » (donc « Bac + 4 », le niveau de l’ex-maîtrise) et également au niveau « M2 » (donc « Bac + 5 »)30. Nous ne sommes pas présents dans les
« filières professionnelles », car nos étudiants normaliens ne les suivent pas, mais nous sommes très actifs dans les « filières recherche » qui succèdent naturellement aux anciens DEA31 où nous intervenions déjà beaucoup, puisque les normaliens ont vocation à suivre un « DEA/Master 2 » après l’agrégation. Là encore, les « Master recherche » où nous intervenons concernent les matières fondamentales de l’EEA (Électronique, Électrotechnique, Automatique, Signal) qui sont aussi les domaines de recherche de mon laboratoire, SATIE32.
Mon laboratoire regroupe des collègues enseignants-chercheurs issus d’autres établissements que l’E.N.S. de Cachan ; j’ai déjà cité le CNAM. et l’IUFM. de Créteil, mais des collègues viennent aussi de différents IUT et de diverses universités (Orsay, Cergy et Créteil) et par eux, j’ai obtenu des témoignages très variés.
28 Diplôme d’Enseignement Universitaire Général.
29 Le processus de Bologne génère un nouveau vocabulaire. Espérons que les concepts
qui se cachent derrière ces mots soient compris des étudiants quand ils se connectent sur la page Web d’une formation universitaire.
30 Notre Système ayant décidé de dire qu’il fallait « devenir plus lisible », tout en
faisant ce qu’il faut pour le rendre en fait encore plus illisible a conservé ses anciens diplômes (on ne fait jamais disparaître les diplômes qui sont dans la Loi) comme le DEUG et la « maîtrise », ce diplôme « bac +4 » qui portait le nom d’un diplôme qui, sur le plan international, est plutôt « bac +5 » ou « bac +6 », d’où la nécessité d’avoir recourt dans le nouveau système « LMD » à un anglicisme pour nommer le « master ».
31 Le défunt « Diplôme d’Études approfondies ».
32 Systèmes et Applications des Technologies de l’Information et de l’Énergie (CNRS
UMR 8029). Le musicien Éric Satie vivait à Arcueil avant que cette commune se sépare de Cachan.
5. CURRICULA ET ORIGINES SOCIALES
Quand on s’intéresse aux curricula des étudiants que nous formons, nous devrons d’abord prendre en considération la variété de leurs origines. En effet, nous nous adressons33 à :
- des normaliens issus des « voies royales » que sont les grandes « classes prépas », et à qui nous donnons une formation généraliste en EEA pendant leurs trois années d’études à l’ENS,
- des normaliens issus des filières technologiques, d’IUT ou de BTS qui peuvent avoir un niveau absolument non comparable aux précédents dans les matières fondamentales (en mathématiques), ce qui ne les empêchent évidemment pas d’avoir de fortes potentialités,
- des normaliens entrés par le concours « troisième année », qui ont donc une maîtrise ou diplôme d’ingénieurs, souvent en électronique, et qui peuvent être très ignorants dans les autres matières de l’EEA (singulièrement en électrotechnique),
- en préparation aux agrégations, nous avons des « auditeurs libres » (donc des étudiants « non-normaliens ») issus souvent de maîtrises ou qui sont titulaires d’un CAPES/CAPET, ou des professeurs en congés-formation34 ; ils sont eux aussi des profils non comparables,
- en licence et en maîtrise/Master 1, nous voyons en cours des étudiants issus de DEUG, ou d’IUT ou de BTS, et qui, souvent, souffrent d’être dans une promotion « tirée vers le haut » par les normaliens, mais qui bénéficient de « l’aura » que donnent ces normaliens à leur formation. - cette aura est d’ailleurs concrétisée par une formation (originale dans
notre discipline), le « Magistère en EEA » qui donne un complément de formation (c’est une « filière d’excellence ») où nous accueillons les normaliens, mais aussi les meilleurs étudiants de l’université. Ceux-ci se servent habituellement de ce « label » pour présenter des dossiers de recrutement sur titre en 2e année d’école d’ingénieurs35.
- en DEA/Master 2, nous recevons beaucoup d’étudiants sur dossier. « Sur le papier », ils sont tous excellents, mais quand ils sont devant nous, nous devons déchanter pour un certain nombre d’entre eux.
Nous avons donc affaire à un « public » très varié, avec une particularité spécifique : la présence d’un noyau de normaliens assez important pour tirer vers le haut toutes nos formations. En outre, nous avons la sanction de l’agrégation à la fin de chaque année scolaire ; elle nous donne une mesure
33 Le panorama va être complexe, et pourtant je le simplifie ! Ainsi je ne chercherai pas
à trouver une case où mettre les quelques normaliens qui sont issus des « prépas ATS » (« Adaptation aux Techniciens supérieurs »).
34 Congés incroyablement difficiles à obtenir !
35 Ils vont donc rarement en DEA/Master 2 (ce qui est nécessaire pour obtenir le
chiffrée de nos réussites, à la fois dans nos capacités à former, mais aussi à
recruter de bons étudiants et à les motiver.
Nous pouvons d’ailleurs faire ici une digression sur le thème « agrégation et parcours social ». Nous avons vu les différences de « culture » entre l’agrégation de physique appliquée et l’agrégation de génie électrique. Mais il y a aussi des aspects sociaux, à la fois dans le recrutement et dans certains débouchés. Les recrutements sont marqués par des origines sociales. Les « physique appliquée » se recrutent surtout dans des filières classiques des « prépas » : avant la réforme des CPGE dans la filière « PC »36, depuis la réforme, surtout dans les filières « PSI »37 (mais également dans une filière plus technologique, la filière « PT »38). Ces élèves ont souvent des origines identiques à celles des élèves de grandes écoles comme Centrale ou Supélec : ils sont issus des « voies royales ». Les « génie électrique » sont plutôt issus des filières technologiques comme les prépas « PT » et « TSI »39 ou des concours réservés aux étudiants de BTS et d’IUT, qui ne sont donc pas passés par une « voie royale ». Passage par les « voies royales » ou passage par les filières technologiques : on se doute que les origines sociales ne sont pas les mêmes, et certaines filières ont un rôle « d’ascenseur social » qui est reconnu. Notre concours « troisième année » brouille ce schéma : en recrutant au niveau « bac + 4 » (maître ès sciences naguère, maintenant « Master1 ») et au niveau « bac + 5 » (ingénieurs), nous élargissons complètement notre recrutement40. Au niveau des débouchés dans l’enseignement secondaire, il sera attribué aux agrégés de physique appliquée des enseignements magistraux (« au tableau ») et aux agrégés de génie électrique des enseignements expérimentaux (en TP ou « en atelier ») : je caricature certainement, mais cette vieille tradition semble avoir la vie dure. Par contre, l’université ignore cette distinction : elle attribuera aux « PRAG »41 aussi bien des cours que des TP, qu’ils soient « physique appliquée » ou « génie électrique », les agrégés de physique appliquée pouvant être candidats sur des postes de génie électrique, et vice-versa. Quand les laboratoires universitaires recrutent des agrégés en DEA/Master Recherche 2, ils ignorent complètement cette distinction. C’est à l’usage que les laboratoires découvriront si certains
36 Physique, Chimie.
37 Physique et Sciences pour l’Ingénieur. 38 Physique et Technologie.
39 Technologie et Sciences industrielles, réservées aux titulaires de baccalauréats
technologiques STI.
40 Il semblerait que sur les 26 000 diplômés que fournissent les écoles d’ingénieurs
chaque année, la moitié est issue des prépas, et la moitié est entrée « sur titre », souvent après une maîtrise, ou une première année de master.
41 Professeurs agrégés (de l’enseignement secondaire) détachés dans l’enseignement
agrégés sont « plus théoriciens » et d’autres « plus expérimentateurs ». Comme ils ont besoin des deux profils, les probabilités des deux types d’agrégés à devenir professeurs d’université sont les mêmes.
6. ÊTES VOUS SATISFAITS DU CURRICULUM DE VOS ÉTUDIANTS ?
6.1. Réponses des jeunes enseignants.
Quand j’ai interrogé quelques-uns de mes collègues sur la satisfaction qu’ils avaient devant les « pré-acquis » de leurs étudiants, j’ai obtenu deux sortes de réponses. La distinction entre les deux catégories était très facile à faire : il y avait, d’un côté, les « jeunes collègues » et de l’autre les « collègues expérimentés ». D’une façon générale, les discussions avec les jeunes n’ont pas été très longues : ils étaient très contents des pré-acquis de leurs étudiants et n’avaient aucune remarque particulière à faire sur ce sujet-là. Comme ce point de vue leur est spécifique (je détaillerai plus loin les problèmes rencontrés par les anciens), je me suis interrogé, et j’ai trouvé quelques explications, qui mériteraient d’être validées par des recherches plus approfondies. La première hypothèse se trouve dans leur parcours : avant d’être recrutés comme maîtres de conférence à Cachan, les jeunes collègues avaient eu des expériences comme moniteurs et comme ATER, pendant et juste après leur thèse de doctorat, et je suppose qu’ils avaient eu l’occasion d’enseigner devant des étudiants « très moyens ». Les hasards de leur carrière les mettaient maintenant devant des préparationnaires à l’agrégation qui sont, majoritairement, des normaliens : ils ont effectivement un public d’étudiants sélectionnés, globalement de haut niveau et motivés pour préparer un concours difficile42. Je vois une deuxième explication, issue de mon expérience personnelle : quand je suis arrivé à l’E.N.S. de Cachan, je venais d’un IUT et il n’y avait pas grand rapport entre ce que j’avais l’habitude d’enseigner et ce qui m’était demandé pour former des normaliens qui visaient les agrégations. Celui qui avait des « problèmes de curriculum », c’était moi ! Pendant quelques années je ne me suis posé aucun problème concernant le niveau de mes élèves. J’étais parfois déçu des résultats aux examens, mais mon problème prioritaire, c’était la préparation de mes cours. Il m’a fallu plusieurs années
42 Et d’autant plus difficile que le nombre de postes ouverts aux concours a
dramatiquement chuté, ce qui risque de démotiver bien des étudiants, sans parler des formateurs et des responsables de centres de formation de province où des compétences sont en train de se perdre (ce n’est évidemment pas Cachan qui est le plus touché par cette évolution). Il y a là un effet désastreux sur l’aménagement du territoire scientifique et technique français, désastre provoqué par la politique technocratique du Ministère qui détruit les formations dans des domaines comme les « STIC », pourtant affichés prioritaires,
de travail (disons trois ou quatre), pour que j’arrive à la sensation que j’étais prêt pour faire mes cours43. Sur la base de cette expérience, je me demande donc s’il ne serait pas intéressant de faire de nouveaux entretiens avec les jeunes enseignants dans quelques années. Auront-ils évolué sur ce point ? 6.2. Les enseignants expérimentés
Car les collègues expérimentés ont tous des choses à dire sur ces questions des pré-acquis. Pour eux, c’est clair : « le niveau baisse »44. Cette attitude est-elle liée à l’âge des interviewés ? On peut tout de suite faire une « remarque sociale » : les seniors que j’ai interviewés enseignent à un public plus « varié », c’est-à-dire « hétérogène ». Ce vocable ne cache qu’imparfaitement le fait que nous pouvons avoir devant nous des élèves d’origines très diverses qui n’ont ni le même « niveau », ni le même cursus. Ainsi un étudiant issu d’une filière BTS peut tout ignorer du « calcul matriciel », alors qu’un élève passé par une « voie royale » y sera virtuose. Je reviendrai sur la question de l’hétérogénéité à la fin de cette section. On peut faire une liste finie des problèmes posés. Le premier problème concerne les « méthodes de travail », et quelques points sont énoncés. Par exemple, nos étudiants ne passent pas assez de temps à préparer leurs « TP »45 : en début de séance, ils passent trop de temps à découvrir ce qu’ils doivent faire et n’ont plus le temps d’effectuer toute leur manipulation. Plus subtil, et plus abstrait, il y a un manque que j’ai envie de qualifier de « cognitif » : nos étudiants ne savent pas lire un énoncé de « TD »46, pour en extraire les informations utiles, car faire un problème consiste à se livrer à un « jeu de société » : on reçoit des informations dans le désordre, il faut les « structurer ». Quand je dis cela, j’ai en tête un « schéma fonctionnel ». Pour résoudre un problème il faut construire un « système entrée-sortie ordonné ». En effet, il faut « commencer par la fin » en définissant les « sorties », c’est-à-dire les résultats demandés par l’énoncé. Puis il faut
43 En fait, je n’ai vraiment eu cette sensation qu’après avoir rédigé de gros polycopiés
où j’estimais avoir mis tout ce qu’il aurait été bon de savoir, mais dont, par manque de temps, je n’enseignais réellement qu’une partie. Le polycopié contient-il les « prérequis » idéaux (utopiques ?) et le cours oral les « pré-acquis » effectifs.
44 Allusion évidente à une polémique récurrente. Vers 1990, le séminaire de sciences de
l’éducation de l’ENS de Cachan, animé par Jean Lamoure, avait invité Roger Establet, auteur avec Christian Baudelot, du livre « Le Niveau monte : réfutation d’une vieille idée concernant la prétendue décadence de notre école » (Seuil, 1989), livre qui avait soulevé des polémiques. Aujourd’hui nous avons des discussions sur ces sujets : il est sûr que nos étudiants savent moins de choses sur les parties « classiques » des « disciplines traditionnelles », mais la largeur de leur spectre a considérablement augmenté (qu’on songe aux développements du signal, de l’électronique de puissance, de l’informatique industrielle, etc.).
45 Travaux pratiques. 46 Travail dirigé.
définir les « entrées », c’est-à-dire les informations données par l’énoncé, souvent dans le désordre (et il faut donc les collationner et les ordonner). Enfin il faut déterminer les « solutions », c’est-à-dire les « algorithmes » qui calculent les sorties/résultats à partir des entrées/données. Tout cela exige une bonne connaissance du cours, mais aussi de « l’ingéniosité » : comment enseigner l’ingéniosité ? Parmi les difficultés incluses dans cette question, il y a la difficulté à transformer des informations données par un « texte littéraire » en « croquis » ou en « schémas », outils bien plus « synthétiques » qu’un texte (trop « analytique ») et nécessaires pour trouver les « solutions ».
Une autre façon de voir ce type de problème se trouve la difficulté de « voir » le « réel caché » derrière les « modèles ». Une particularité des sciences pour l’ingénieur se trouve dans le fait que de nombreux systèmes techniques sont très « modélisés » : par des équations mathématiques, par des formules célèbres, par des schémas, par des mots clefs codés, par toutes sortes d’outils abstraits mis au point par la communauté, et qui sont très
puissants. Cette « puissance » est un outil fabuleux : par exemple, un
« schéma équivalent électrique » est en fait un modèle mathématique dont il est aisé de se souvenir : un dessin est plus facilement mémorisable qu’une suite d’équations indigestes, et de ce dessin, il est facile, car systématique, de déduire les équations qui seront nécessaires pour l’étude. Dans certaines spécialités les outils sont tellement puissants qu’ils sont devenus très abstraits : les (bons) étudiants ont (bien) appris leur cours, c’est-à-dire qu’ils connaissent les modèles que leurs enseignants leur ont présentés. Par exemple ils sont capables, en automatique, de « synthétiser un correcteur » par « placement de pôles ». Mais ils ont complètement oublié le « réel » qui se cache derrière ces modèles. Ainsi, derrière le « modèle échantillonné » d’un système dynamique, décrit par des « équations d’état récurrente » ou des « transformées en Z », il y a des objets physiques : actionneurs, capteurs, « convertisseurs numériques-analogiques » et « analogiques-numériques », « échantillonneurs-bloqueurs », organes de calculs numériques en « temps réel ». Tous ces objets ont des modèles mathématiques bien définis sous forme d’équations et de « schémas fonctionnels » remarquables par leur apparente simplicité. Mais ces modèles cachent le réel et nos étudiants ne voient pas ce que représentent physiquement ces schémas : ils sont désarmés quand ils doivent réaliser en travaux pratiques de tels systèmes. Nous avons ici un premier exemple de ce que j’appellerai la « déréalisation du monde ». Je consacrerai plusieurs sections (11 à 14) à cette importante question.
Pour finir cette section, et comme annoncée plus haut, je dirai un mot du problème de cette hétérogénéité qui nous perturbe tant : comment faire cours devant une promotion où se côtoient des étudiants venus d’un BTS,
des étudiants venus de DEUG, des étudiants venus d’une classe préparatoire technique, des étudiants venus d’une prépa prestigieuse d’un grand lycée parisien ? Les enseignants expérimentés ont tous vécu ces situations. À quel « niveau » se placer ? Trop « haut », et une partie du public ne comprend rien car ça va trop vite. Trop « élémentaire » ? Et alors, une partie du public s’ennuie et ne se gène pas pour le dire. Des collègues d’une grande université avaient eu la possibilité de résoudre ce problème en créant (sans le dire, évidemment !) des « groupes de niveau » et en regroupant des étudiants « ayant des difficultés » à cause de leurs cursus antérieurs. Mais ce groupe étant assez homogène, les enseignants ont pu leur faire un cours bien adapté et ils ont pu les « tirer vers le haut ». Parfois, il a fallu aux étudiants trois semestres pour réussir une année, mais ils ont réussi, et correctement réussi, alors que leurs prédécesseurs, mis dans des promotions hétérogènes avaient échoué, même en redoublant.
C’est d’ailleurs pour traiter ce genre de problème que dans notre master commun avec Paris Sud-Orsay47, et où se retrouvent aussi bien des
normaliens que des élèves issus de BTS, nous avons proposé une « maquette » originale où nous mettons en concurrence des modules48 qui traitent des programmes analogues, mais avec deux pédagogies différentes : un module utilise des méthodes abstraites (mathématiques) sophistiquées, l’autre module traite les mêmes questions de façon plus pragmatique. Ces modules sont en parallèle, un étudiant ne peut pas suivre deux modules sur le même thème. Ce n’est pas le même enseignant qui fait les deux modules concurrents puisqu’ils ont lieu le même jour à la même heure. D’ores et déjà cette méthode a donné de bons résultats : l’enseignant sait mieux qui est son public et il s’adapte.
7. LES PRÉREQUIS EN EEA FORMENT UN ENSEMBLE FINI, MAIS LES DISCIPLINES SONT DEVENUS AUTONOMES. 7.1 Le « SMIC » mathématique
Quand les collègues confirmés parlent des « trous » dans les connaissances de nos étudiants, ils en font immédiatement une liste qui, d’un enseignant à l’autre, finit par présenter un ensemble suffisamment restreint pour qu’on puisse l’énumérer ici. Il me paraît parfaitement possible de faire la liste des « pré-requis » souhaités par les enseignants en EEA
47 Cette grande université parisienne a diverses appellations : « Paris 11 », «
Paris-Sud », « Orsay » (dans ce dernier cas, on prend la partie pour le tout).
48 J’emploie abusivement le terme « module » à la place du terme technique : « UE »
Les enseignants qui interviennent en licence se plaignent de manques dans quelques domaines des mathématiques49, d’abord en algèbre :
• la manipulation des « nombres complexes »,
• la manipulation des « matrices » (pas de vérification des dimensions), • les développements en « éléments simples ».
De même en analyse :
• construction et lecture des « courbes »,
• un cas particulier de courbes : que signifient les « diagrammes de Bode » ?
• maladresse (lenteur) en « calcul intégral »,
• résolution des « équations différentielles ordinaires ». Et en géométrie et « schématique »
• représentation dans le plan (« 2 D ») et dans l’espace (« 3 D ») : ils « ne voient pas » (alors qu’ils passent un temps fou à jouer avec des jeux vidéos « 3 D »50 !). En particulier, manque sur les « projections ».
• exemples importants des droites, des cercles et des « abaques » dont l’étude peut être fortement facilitée par le recours à l’informatique graphique,
• savoir passer du texte au schéma (voir la section 6).
Et pour les enseignants de Maîtrise/Master1, les manques signalés concernent les « probabilités » (passage de la théorie aux applications). Pour les mathématiques, on voit que la liste de nos demandes est limitée et que nous sommes capables de faire un « programme cohérent » qui répondrait à nos besoins. Mais là, nous nous heurtons au problème de « l’autonomisation des disciplines ». Les mathématiciens, en tant que corporation, « se suffisent » et ne sentent pas « au service » de la physique, de la technologie ou de la société. Ils ne sont que médiocrement intéressés par l’enseignement des « techniques de calculs » utiles dans les sciences de l’ingénieur. Cela est tellement vrai qu’il est patent que la moitié du cours du professeur de physique d’une classe de « prépa » consiste en réalité à enseigner les outils mathématiques dont il a besoin pour les calculs51
49 En fait des « calculs » : nous n’avons pas la prétention de « faire des
mathé-matiques », activité que nous laissons aux mathématiciens professionnels.
50 Il faudrait faire ici la distinction entre « culture passive » (voir des images tout le
temps et savoir les lire) et « culture active » (savoir/ne pas savoir produire ces images).
51 Les exemples sont très nombreux, je vais en citer trois : le calcul d’une inertie exige
des intégrales doubles ou triples ; l’étude d’un circuit oscillant passe par la résolution d’une équation différentielle ; l’étude d’un réseau électrique demande la connaissance du calcul matriciel.
nécessaires à l’étude des objets au programme des concours52. Mais le professeur de mathématiques enseigne peu ces outils. Cela est tellement admis que les nouveaux programmes de physique de certaines classes de « prépas » (PSI), la « démarche pédagogiques » prévoit deux semestres : au premier semestre, le professeur de physique enseigne ses objets « avec les mains » et peu de calculs : « les mathématiques ne doivent plus être un obstacle ». C’est au deuxième semestre qu’il peut écrire de « vrais modèles » avec l’espoir que les outils théoriques nécessaires auront été effectivement vus en mathématiques. Le cours de physique est donc fait deux fois. Pourquoi pas ? Cette démarche pédagogique en vaut une autre, si on a le temps … (mais le temps manque toujours).
J’ai moi-même observé de graves conséquences de ce « séquencement pédagogique », souvent inévitable, il est vrai : des étudiants ayant d’abord appris certains concepts avec des « modèles élémentaires » étaient ensuite incapables d’effectuer (comment dire ?) une « coupure épistémologique » (?), un « basculement cognitif » (?) ou un « saut vers l’abstraction » (?). Bref, quand ils ont vu ensuite des définitions plus correctes, basées sur des modèles mathématiques plus sophistiqués, ils ne les ont pas mémorisés. Au niveau « Bac + 4 » ou « Bac + 5 » ils ressortent toujours des modèles appris en terminale ou en premier cycle sans avoir compris que ces modèles simples exigeaient des hypothèses très restrictives qui sont rarement vérifiées dans les problèmes que nous leur donnons à résoudre à la fin de leurs études53. Les modèles de base peuvent donc être faux. Voilà un autre « problème de curriculum ».
7.2. Le « SMIC » physique.
En physique, comme en mathématiques, la liste des prérequis peut être énoncée. Puisqu’il s’agit d’une science pour l’ingénieur qui est largement basée sur les applications de :
- l’électricité dite « générale », - et l’électromagnétisme,
les bases de ces deux matières doivent être bien connues. Mais une « science pour l’ingénieur » est toujours transversale, et nos étudiants ont aussi besoin de bases :
52 Et les concours sont souvent eux-mêmes une gigantesque épreuve de calculs,
comparable à un marathon.
53 Pour être clair, voici un exemple : celui du flux de l’induction, d’abord défini par une
simple multiplication (induction par surface), ce qui exige que l’induction soit « uniforme » et que la surface soit plane (hypothèses fréquentes à ce niveau d’enseignement) ; puis le flux est défini, plus correctement, par une intégrale de surface, objet mathématique plus complexe, certes, mais qui permet de ne plus faire l’hypothèse de l’induction uniforme qu’on ne rencontre guère dans les objets techniques réels.
- en mécanique (à cause de la « conversion électromécanique » ou de la robotique),
- en thermique (problème crucial des échauffements, aussi bien dans les puces des ordinateurs – on connaît le bruit des ventilateurs de refroidissements –, que dans les dispositifs de puissance comme les machines électriques),
- en optique, à cause de « l’optoélectronique » (les lasers, les fibres optiques, par exemple).
Là aussi les enseignants du domaine EEA peuvent faire le programme des pré-requis en physique pour leur domaine. Mais là aussi, la physique est une discipline « autonome » qui ne s’intéresse pas spécialement à ses applications en ingénierie. Une illustration éclatante en est donnée par les très critiquables nouveaux programmes de physique du second cycle des lycées54. En seconde le nombre de mots consacrés à l’électricité tient en un chiffre très rond : zéro. En première S, le programme imite ceux d’il y a de nombreuses dizaines d’années : réseau en courant continu, puis le champ magnétique55. Cela devrait me ravir puisque ce programme est destiné à déboucher sur une de mes spécialités : les forces et l’énergie. Mais le programme est fait dans le cadre d’applications classiques mal choisies : le « haut-parleur électrodynamique » et le « moteur à courant continu »56. Ce programme cumule toutes les tares : il arrive à être quantitativement insuffisant tout en étant difficile, ingrat et lourd ; il rebute les lycéens, et il ne contient aucune ouverture vers les objets techniques modernes. Et ce n’est pas le minuscule programme de terminale qui arrangera les choses : le
54 Je suis l’un des rares universitaires à protester en public contre ces programmes : la
discrétion sur ces questions est une caractéristique de ma profession. On sait que dans les disciplines littéraires ou philosophiques, on est plus expansif et plus polémique sur ce type de problèmes (voir le numéro de mai-août 2005 de la Revue Le Débat : « Comment enseigner le français »).
55 Et je n’insiste pas sur le fait que l’enseignement secondaire français s’obstine à
appeler « champ magnétique » le vecteur B (« induction »), alors que les normes internationales appellent « champ magnétique » le vecteur H (« excitation » dans le vocabulaire de ma profession). Encore un effet de l’exception française ? Nous conseillons aux auteurs de programmes de lire les auteurs suisses : ils écrivent dans un excellent français, et ils respectent les normes. Cela dit, on a parfaitement le droit de ne pas respecter les normes internationales : il suffit de le dire clairement et de ne pas imposer subrepticement des normes qui n’en sont pas.
56 Qui, comme son nom ne l’indique pas, fonctionne en réalité grâce à des « courants
alternatifs » (le haut-parleur aussi, d’ailleurs) ; ceux-ci ne sont pas au programme et le lycéen n’a aucun moyen pour comprendre, il apprendra donc par cœur. Je précise que ces concepts (force et énergie) peuvent être enseignés de façon plus « conviviale » et plus « moderne ». Il faut juste avoir la culture adéquate pour cela, celle que donnent les « sciences pour l’ingénieur », justement.
« dipôle condensateur », le « dipôle bobine »57 et le « circuit RLC série » 58 n’ont pour but que de donner lieu à la résolution d’une équation différentielle et à introduire le concept de « constante de temps ». Cette idée unique a un but officiel très noble (les concepts liés au temps), mais ne débouche en fait que sur la mémorisation « par cœur » de deux solutions d’équations différentielles (l’apprentissage de la résolution de ces équations est donc minimal). La notion d’impédance n’est pas au programme, les lycéens ne savent donc même pas que l’électricité arrive chez eux sous forme alternative ! Ils ignorent tout des signaux « modernes » (qui sont eux aussi alternatifs)59 : ils n’ont donc aucun outil pour comprendre le monde
où ils se trouvent. Ils utilisent massivement des ordinateurs, des téléphones
portables, des téléviseurs et des lecteurs de CD, mais, dans leur formation, rien ne leur enseigne quels signaux électriques sont mis en œuvres dans ces objets de leur vie courante qui feront vivre nombre d’entre eux quand ils auront un jour une activité professionnelle.
Comment les lycéens peuvent-ils être orientés vers des études supérieures dans le domaine des sciences pour l’ingénieur censées être au cœur de notre développement industriel et « sociétal », puisque c’est des « STIC »60 qu’il est ici question, domaine qui fournira de nombreux emplois ? On ne s’étonnera donc pas que le nombre d’étudiants, qui explose en gymnastique (ou « STAPS »61) ou en psychologie ou dans le domaine de la biologie et de la santé62, stagne ou régresse en sciences, et singulièrement en sciences de l’ingénieur. Une telle méconnaissance de la réalité scientifique, technique de notre temps a des effets idéologiques : les jeunes français ont une image « globalement négative » de la science, comme les jeunes allemands, mais à
57 Dans ces deux premiers cas on n’étudie que la réponse à un « échelon de tension ».
Dans le cas de la bobine, le problème de la définition du « flux » dont je parlais plus haut est résolu : on n’en parle pas !
58 Juste « l’oscillation libre » dans ce dernier cas, sans « deuxième membre ».
59 Les « enseignements de spécialités » offerts à ceux qui choisissent l’option
« physique-chimie » traitent des informations transportées par « ondes électromagnétiques » et de la « modulation » : mais ces compléments offerts « en option » à des élèves qui n’ont pas vu les signaux alternatifs en « tronc commun » sont si superficiels que les élèves ne peuvent rien y comprendre, en particulier parce qu’il n’y a pas d’apprentissage à la « représentation complexe », ni, par conséquent aux concepts d’« impédance » ou de « gain ». Ils ne peuvent qu’apprendre par cœur une série de formules dérisoires. Et pourtant, il s’agit d’un beau thème !
60 Rappelons le sens de cet acronyme récemment mis à la mode : « Sciences et
Techno-logies de l’Information et de la Communication ».
61 Sciences et Techniques des Activités physiques et sportives.
62 En particulier parce que les jeunes filles se dirigent massivement dans ces deux
derniers domaines et continuent à ignorer les sciences dites « dures » qui perdent ainsi la moitié de leur potentiel étudiant. Soyons précis : moins de 10 % des jeunes d’une classe d’âge font des études scientifiques, et parmi eux, moins d’un quart sont des jeunes filles.
l’opposé des jeunes américains63. Il faut pourtant affirmer avec force que c’est la technologie qui résoudra (si les politiques en décident ainsi) les problèmes posés par la pollution, la raréfaction de l’énergie, de l’eau, etc. Et que fera-t-on devant la suprématie américaine en matière d’innovation ? Il n’est que temps de réformer de fond en comble ces programmes pourtant récents. Il y a là un grave problème dans le curriculum des futurs étudiants dans les sciences pour l’ingénieur.
8. LA DÉMOTIVATION PAR LES PROGRAMMES QUI VEULENT TROP EN FAIRE
L’introduction des « nouvelles technologies » dans les programmes doit être faite avec doigté. Plusieurs collègues ont insisté sur ce point. Pas dans les « formations générales » (comme le bac S, bien sûr, comme nous venons de le voir), mais dans des filières plus ou moins techniques, on a fait « descendre » à des « niveaux inférieurs » l’enseignement de sciences et d’objets techniques qui, avant, n’étaient enseignés qu’à des « niveaux supérieurs ». La lecture seule des programmes de bacs techniques, de sections de techniciens supérieurs, d’IUT, d’écoles d’ingénieurs, de masters dans des domaines qui relèvent des sciences pour l’ingénieur peut donner un malaise : ces programmes sont tous les mêmes ! On y trouve les mêmes mots-clefs. Quand un étudiant suit ces différents cycles il a l’impression de
refaire toujours la même chose. On peut simplement espérer que le niveau,
lui, change. Mais pour un étudiant qui ne voit pas toujours la beauté des nouvelles approches des mêmes vieux objets, cela peut avoir un fort effet démotivant.
Un exemple vécu par un collègue : dans le programme de certaines classes prépas orientées sur les sciences industrielles, on a introduit (excellente intention !) de l’électronique, de l’automatique, un peu d’électrotechnique. Ce qui fait que lorsque les élèves « intègrent » leurs écoles d’ingénieurs, ils ont l’impression qu’ils savent déjà tout sur le sujet et ils méprisent les cours et les enseignants qui prétendent leur enseigner ce qu’ils savent déjà… jusqu’au jour de l’examen. Ils l’ont préparé très superficiellement, et ils y échouent gravement. C’est au vu de leurs notes qu’ils découvrent que leurs connaissances dans ce domaine étaient insuffisantes. Face à ce « problème de curriculum », je connais un collègue qui débute maintenant son cours (en première année d’une école d’ingénieurs) par un petit discours : « Oui, je sais que vous avez déjà étudié ma matière, mais je voudrais savoir où vous en êtes, alors je vais vous donner à faire une petite interrogation écrite de rentrée ». L’enseignant leur pose alors une douzaine de questions qui
63 Je remercie Pierre Malleus qui m’a informé sur les chiffres donnés au 10e OECD
Global Science Forum de Tokyo (juin 2005) sur le désintérêt des jeunes pour les études scientifiques.
balaient sa matière. Les nouveaux étudiants savent à peu près répondre aux deux ou trois premières questions mais ils voient tout de suite que leurs connaissances ont des limites. Par la suite, ils prennent ce cours au sérieux. Autre exemple, vécu par moi cette fois-ci : quand un étudiant, issu d’un cycle technique « court », retrouve les mêmes objets à un niveau scientifique « long » où les méthodes changent (c’est-à-dire, souvent, les outils mathématiques), il a tendance à conserver les méthodes qu’il a apprises et mémorisées quand il était plus jeune. Et je découvre habituellement qu’il n’a pas appris les nouvelles méthodes et qu’il continue à appliquer ses « vieilles méthodes » (dites aussi « recettes de cuisine ») de façon erronée. Encore un « problème de curriculum » et de « basculement cognitif ». J’ai le sentiment que l’enseignement de « modèles simples » va de pair avec une attitude passive devant un problème et qu’on se contente alors d’appliquer des formules de façon stéréotypée. Comme l’étudiant applique des formules toutes faites, au lieu de redémontrer ses résultats à l’aide de méthodes scientifiques plus générales, il n’a pas l’occasion de vérifier si les hypothèses (qui existent toujours de façon plus ou moins explicite quand on applique une formule) sont effectivement vérifiées.
J’ai donc de jeunes collègues qui s’écrient : « Stop à cette descente systématique des objets techniques aux niveaux inférieurs ! Laissez de l’inconnu pour les années suivantes ! ».
Cette remarque, on le voit tout de suite, semble s’opposer à ma demande précédente (section 7.2) où je militais pour l’introduction de « beaux objets technologiques modernes » dans l’enseignement de la physique. Je n’ai pas de réponse toute faite à cette contradiction. Je précise simplement que le contexte n’est pas le même : enseignement général pour ma demande, enseignements techniques pour la remarque de mes collègues.
9. LA DÉRÉALISATION DU MONDE ET DE NOTRE ENSEIGNEMENT.
9.1. L’abstraction de nos enseignements
Dans la section 6.2, j’ai annoncé que je reviendrai sur un problème que j’ai appelé la « déréalisation du monde »64 : c’est peut-être le plus grave « pro-blème de curriculum » abordé ici. J’ai donc cité l’analyse d’un collègue qui observe que des étudiants, déjà formés à haut niveau (Bac + 4 ou Bac + 5), pouvaient avoir de bonnes connaissances « théoriques », mais que lorsqu’ils
64 Cette thèse s’oppose donc à celle de Marcel Gauchet (le « désenchantement du
monde ») : je vais tenter de montrer que notre société se donne beaucoup de mal pour que notre monde redevienne (apparemment !) « magique », c’est-à-dire obéissant et gentil (« risque zéro »).
passaient à la salle de TP, ils étaient incapables de réaliser concrètement ce qu’ils avaient écrit sous forme de « beaux modèles » sur leur copie. La réalité physique représentée par des modèles leur échappait complètement, même à un niveau « très basique ». Il y a à cela différentes explications qui ont gravement affaire avec les curricula de nos étudiants. J’y vais sans doute dans le désordre, car je n’ai pas formalisé ces questions.
D’abord je vois une responsabilité dans notre méthode d’enseignement et dans notre « idéologie scientifique », qu’on peut encore une fois rapporter à l’« autonomisation » de nos sciences et à leur distanciation vis-à-vis du réel. Nous avons une excuse : le temps qui manque toujours. Quand nous « modélisons un système », nous partons d’une description physique qui doit déboucher sur une « mise en équations », et le premier problème n’est pas (comme on pourrait le croire) la « résolution de ces équations », mais de mettre ces équations sous une « bonne forme ». Dans mon métier nous appelons cela : « écrire les modèles directs », c’est-à-dire un « système d’équations ordonnées » où les « entrées » (les données), les « sorties » (les résultats) et les équations (qui calculent les sorties à l’aide des entrées) apparaissent clairement, de façon non ambiguë, et ce travail est souvent difficile. Mais une fois que ces équations sont « bien écrites », le « problème est résolu ». Il existe ainsi pour les systèmes dynamiques une forme mathématique, dite « équations d’état » qu’un ordinateur peut facilement65 traiter numériquement dès qu’on lui a « entré » ce modèle (et les valeurs numériques des paramètres et des conditions initiales). Il « suffit » donc d’écrire (correctement) le modèle pour que le problème mathématique soit résolu. On peut aussi écrire les modèles sous forme de « schémas fonctionnels » : cette forme, qui a le mérite d’être très « structurée » au sens que je viens de définir est donc très puissante, et bien souvent nos cours consistent simplement à mettre nos systèmes sous cette forme. Mais il faut bien comprendre qu’alors le système réel est complètement « déréalisé » : pour un étudiant, le système ne sera plus
représenté que par des petits rectangles reliés par des flèches avec un
symbole à l’intérieur66. On voit donc que l’objet concret est idéalisé à un point extrême : ces modélisations, qui représentent souvent l’étape ultime de nos cours, sont extrêmement abstraites. Le bon étudiant est donc invité à idéaliser le monde. Comment lui reprocher ensuite de ne pas savoir quel est le réel qui se cache derrière ? Nous lui avons, justement, appris à le cacher ! Comment réagir contre cela ? Je vois bien une réponse, mais j’en dirai les limites : il faudrait passer beaucoup plus de temps à examiner le réel et à le
65 « Facilement », si l’on a pris quelques précautions, bien sûr !
66 Les Français écrivent des « équations symboliques », les Allemands dessinent un
« petit graphique » qui représente la « réponse à un échelon » mais que je considère comme l’équivalent d’un hiéroglyphe.
représenter à l’aide de nombreux « schémas techniques intermédiaires » qui respecteraient beaucoup plus le concret des choses et à passer graduellement à des représentations plus abstraites. Il faudrait aussi, et c’est une démarche « inverse » très enrichissante, montrer quels types de réalisations techniques permettent de concrétiser ce qui est représenté par ces schémas abstraits. Mais la réalisation de tous ces schémas (chez soi devant un ordinateur, ou en cours au tableau) est un programme généreux qui exige beaucoup de temps (nous n’avons jamais assez de temps devant nos étudiants pour faire les programmes prévus), beaucoup de travail ingrat (et j’observe que les schémas techniques sont presque toujours en nombre insuffisant dans beaucoup d’ouvrages publiés par les meilleurs auteurs de ma profession, et je comprends bien pourquoi), et accessoirement cela nous obligerait à utiliser de nombreux logiciels de dessins qui sont tous gourmands (en apprentissage, en temps et en argent). La solution existe, donc, mais elle a un coût élevé. Il n’y a plus de dessinateurs ou de dactylos dans nos services pour nous aider à fabriquer nos documents, comme cela était encore le cas il y a quelques dizaines d’années. Grâce à l’arrivée de l’informatique, tout ce personnel humain a été remplacé par des ordinateurs, et les universitaires67 consacrent une grande partie de leur temps à faire le travail d’une dactylo ou d’un dessinateur.
9.2. L’arrivée de la simulation
On peut évoquer l’évolution du mode de vie post-moderne. Autrefois nos étudiants actifs étaient volontiers « bricoleurs », avec deux domaines privilégiés : la mécanique et l’électronique68 ; ils savaient ce qu’était un « démarreur » de voiture, ils se fabriquaient eux-mêmes leur « chaîne haute fidélité ». Une partie de leurs travaux pratiques se faisait chez eux, pendant leurs temps de loisirs. Aujourd’hui, c’est plutôt devant un clavier d’ordinateur qu’ils passent ce temps.
Une anecdote sur un autre aspect de la déréalisation. Volontiers provocateur, un collègue expérimenté aime à raconter qu’autrefois nos doctorants « apprenaient au moins à souder » (pour réaliser les circuits électroniques qui réalisaient concrètement ce qu’ils avaient imaginé abstraitement). Naguère, ils « apprenaient au moins à écrire en Fortran » pour réaliser leurs programmes de « simulation » (on était passé de la réalisation à la simulation, mais nos chercheurs devaient écrire des lignes de codes). Maintenant, ils « n’apprennent plus qu’à cliquer », car il existe de nombreux logiciels de simulation où toutes les « briques » sont programmées d’avance, et il suffit de les assembler (de les « structurer », quand même, il faut bien faire une thèse !) avec une souris.
67 On me dit que c’est la même chose pour les cadres du privé. 68 Et aussi la photographie : introduction à l’optique et à la chimie.
Nous plaisantons ? Pas tant que ça, car il y a une autre origine à cette déréalisation. Elle provient de l’évolution de la pratique scientifique : il est beaucoup plus économique, en temps et en argent69, de « simuler » un objet technique sur un ordinateur que de réaliser un prototype. Faire des calculs n’exige qu’un scientifique et un « PC ». La science moderne a donc beaucoup misé sur la simulation : nous enseignons l’usage de l’ordinateur à nos étudiants, nous écrivons des programmes qui se substituent à l’expérimentation réelle. Un ordinateur coûte aujourd’hui infiniment moins cher qu’une réalisation expérimentale. Il revient bien moins cher de monter une école de commerce qu’une école d’ingénieurs (autre exemple : un lycée technique « tertiaire »70 coûte moins cher qu’un lycée technique « secon-daire »71) : il n’y a alors besoin que d’ordinateurs, et les salles de TP sont inutiles. Les écoles d’ingénieurs coûtent d’autant plus cher qu’elles utilisent un très grand nombre d’ordinateurs. En effet, elles aussi font de la bureautique, mais elles font également des calculs avec des logiciels mathématiques, des schémas avec des logiciels graphiques, et en plus elles « instrumentent » leurs manipulations et leurs TP avec des PC72 munis de « cartes d’interface ».
9.3. La déréalisation des travaux pratiques
Cette dernière remarque montre que même dans nos salles de travaux pratiques la déréalisation est en marche ! Parce que l’ordinateur nous permet de traiter immédiatement les données expérimentales (finis ces travaux fastidieux : faire des tableaux de mesure ou des courbes « à la main »), parce que l’ordinateur nous permet de piloter automatiquement des manipulations (plus besoin de tourner les manivelles des rhéostats ou les vis des potentiomètres). L’un des objets techniques les plus vendus dans ma profession (enseignement et industrie réunis) sont les (fort coûteuses) « cartes Dspace‘ » qui permettent de connecter agréablement un ordinateur à une manipulation réelle : on n’a plus affaire alors qu’à une sympathique représentation abstraite du réel sur l’écran de nos ordinateurs par des schémas fonctionnels. Nous sommes donc parmi les premiers à déréaliser nos TP. Car cette « déréalisation » est très efficace : nous gagnons beaucoup de temps, nous pouvons alors consacrer notre temps aux activités « nobles » (comment piloter de façon performante notre installation par exemple), mais nous avons déréalisé le monde. Bien sûr celui qui a monté
69 Remarque : nous ne sommes pas dans le même contexte qu’au paragraphe précédent
où on avait le choix entre : ne rien faire (ce qui semble ne rien coûter), ou multiplier les schémas (ce qui coûte).
70 « Tertiaire » = Techniques commerciales et de gestion. 71 « Secondaire » = Techniques industrielles.