PROJET ÉDUCATIF : PROGRAMME DE GÉNIE CHIMIQUE. Livrable A

(1)

PROJET ÉDUCATIF :

PROGRAMME DE GÉNIE CHIMIQUE

Livrable A

Décembre 2004

(2)

TABLE DES MATIÈRES

Avant propos ... 4

1 Introduction... 5

2 Vision et objectifs ... 6

2.1 Analyse de la situation actuelle...6

2.2 Valeurs poursuivies...8

2.3 Définition de l’ingénieur ...9

2.4 Compétences prônées par le nouveau programme...9

2.5 État du consensus des professeurs...11

3 Tableau des cours du programme...13

3.1 Tableau du cheminement...13

3.2 Principes généraux ...16

3.3 Cours « vitrine » de première année ...20

4 Forces incontournables citées dans le Cahier des charges ...21

4.1 Formation scientifique solide...21

4.2 Formation à la conception...22

4.3 Cours de sciences sociales et humaines ...22

4.4 Habiletés personnelles et relationnelles ...23

4.5 Aspect international du programme...23

5 Autres composantes de votre programme ... 24

5.1 Avant propos : le cours GCH 3100...24

5.2 Intégration des matières...25

5.3 Caractère pratique accentué...25

5.4 Réduction de la charge de travail étudiante et du contenu dans les cours...26

5.5 Méthodes pédagogiques et étudiants plus responsable ...26

5.6 Encadrement ...26

5.7 Évaluation des apprentissages...27

5.8 Projets intégrateurs ...27

5.9 Stages ...29

5.10 Mécanismes d’évaluation continue du programme...29

5.11 Modalités pour le passage aux études supérieures ...29

(3)

ANNEXE I ……….…… 30 ANNEXE II………. 48 ANNEXE III………53

(4)

Avant propos

D’abord, il est important de préciser que le département de génie chimique adhère à la démarche de modifications des programmes présentement en cours à l’École Polytechnique.

Le programme de génie chimique fait donc l’objet d’une refonte majeure dans le cadre du projet de formation de l’École et le résultat à date est présenté dans ce document. Nous comprenons parfaitement les objectifs visés par ces changements, notamment au niveau de rendre plus attrayantes et plus adaptées nos formations d’ingénieurs, dans le but de renouer avec notre clientèle de base, soit celle des cégeps. Cependant, comme vous le verrez par la lecture de ce document, la précipitation de la démarche et une approche parfois négative et directive de la part du comité d’implantation, a causé un certain niveau de frustration à l’intérieur des troupes à quelques occasions.

Le texte qui suit n’est donc pas le résultat final d’une mûre réflexion, mais présente plutôt la situation actuelle du projet éducatif de génie chimique dans un processus qui se poursuivra encore pendant des mois, sinon des années. L’échéance de l’automne 2005, visée pour le début du déploiement du projet éducatif de génie chimique, sera rencontrée sans inquiétude.

En effet, la première année du programme est bien définie, ainsi que les cheminements pour les années 2, 3 et 4. Néanmoins, tel que vous verrez dans le document, un degré important d’incertitude demeure et il est difficile de prévoir, de façon précise à ce stade-ci du processus, des solutions; par exemple comment sera articulée la période de transition et comment tenir compte des problèmes qui surviendront dans le cas des étudiants qui débuteront en hiver, ceux qui échoueront ou qui auront des équivalences, etc. Tous ces éléments seront précisés en cours de déploiement.

Malgré le fait que nous endossons la démarche du PDF, nous tenons à mentionner que plusieurs facteurs n’ont pas favorisé sa rédaction. Parmi ces facteurs on peut citer :

▪ l’annonce tardive des moyens pour aider la préparation et la mise en œuvre du PDF;

▪ le manque de précision sur le cadre de financement des départements à l’École, qui doit être revu dans le contexte du PDF;

▪ l’hésitation de la part de la direction de l’École de faire respecter la contrainte no. 4;

▪ l’absence d’un « feedback » concernant notre nouveau cours de 12 cr. « Opérations unitaires » qui repose sur l’apprentissage par projet (celui-ci étant donné pour la première fois à l’hiver 2005);

▪ le début tardif de l’opération de mise en commun de certains cours;

▪ la position vague, et encore imprécise, sur le respect des compétences respectives des différents programmes quant aux cours communs;

▪ l’approche bureaucratique du Comité d’implantation, qui a donné inévitablement l’impression que ce sont les rapports (livrables) qui sont importants et non la création d’un esprit d’équipe nécessaire pour la mise en œuvre du PDF.

Malgré tout, les professeurs de génie chimique ont contribué au développement d’un excellent projet éducatif et ils en sont très fiers et sont confiants quant à sa pertinence.

(5)

1 Introduction

Le texte appelé « livrable A » a comme but de présenter le projet éducatif du programme de génie chimique, tel qu’endossé par l’ensemble des professeurs du département de génie chimique. Le document présente une image globale du programme de formation qui sera déployé dès l’automne 2005, image dans laquelle les professeurs se reconnaissent.

Quant aux instances de l’École qui doivent sanctionner le PDF (Commission des études, Conseil académique) nous espérons qu’elles retrouveront dans le texte les actions en réponse aux contraintes (ou tout au moins réponse à l’esprit des contraintes) du cahier des charges.

(6)

2 Vision et objectifs

2.1 Analyse de la situation actuelle

Le programme de génie chimique offre présentement aux étudiants un ensemble de cours menant au diplôme de baccalauréat en génie chimique avec le choix d’une concentration (biopharmaceutique, environnement ou plasturgie) ou d’une orientation (procédés, informatique ou innovation technologique).

Le programme de génie chimique a toujours évolué, d’une part en fonction des besoins de la société, et d’autre part en fonction des besoins et de l’évolution accélérée des dernières années du rôle clé de l’ingénieur chimiste dans les industries en émergence (pharmaceutique, alimentaire, nano-composite etc.). Dans une synergie parfaitement universitaire, les modifications au programme ont à leur tour engendré des activités de recherche appliquée novatrices, lesquelles ont par la suite influencé le programme.

Le programme de génie chimique est aussi très fier de l’évolution, durant les dernières années, des méthodes pédagogiques utilisées par les professeurs et les étudiants pour mettre en œuvre son projet de formation. Entre autres, l’apprentissage par projet a émergé (en 1^re année, en 3^e et 4^e années) dans de nombreux cours comme une activité pédagogique visant à favoriser chez les étudiants une implication plus active, une prise ne charge plus marquée de leurs apprentissages et une intégration accentuée des connaissances. Sans fausse modestie, nous croyons pouvoir avancer que l’intégration de la matière est une des forces majeures du programme actuel de génie chimique. Nous développons ces aspects plus loin au point 4 de ce document.

La clientèle actuelle (nouveaux étudiants) de génie chimique a subi une baisse ces deux dernières années. Même si cette baisse est comparable à celle de l’École, elle est très préoccupante, non seulement à cause du nombre mais aussi à cause de l’extrême hétérogénéité des nouveaux étudiants. Le support que les professeurs doivent développer pour maintenir « à flot » des étudiants qui probablement ne devraient pas être à l’École, prive les autres étudiants d’un encadrement compatible avec la progression dans les cours et le développement des compétences faisant appel à l’intégration des connaissances.

Dans le cadre de l’analyse de la situation actuelle de notre programme, nous avons procédé à un balisage avec les programmes des universités suivantes : UBC, Toronto, Laval, Sherbrooke, McGill. Nous présentons très sommairement dans le tableau qui suit les idées principales qui se dégagent de chacun des programmes analysés.

(7)

Universités Caractéristiques principales

UBC Programme très récent (1999).

Trois options dans le programme : procédés, environnement, biologie.

Insistance marquée sur les notions fondamentales.

Toronto Programme de type «traditionnel».

Accent mis sur la chimie appliquée.

Présence d’un tronc commun.

50 % de femmes.

Option environnementale choisie dès la fin de la 1^re année.

Les phénomènes d’échanges sont enseignés dans trois cours.

Laval Programme très «classique» ou conventionnel Insistance marquée sur les notions fondamentales.

Présence d’orientations et de concentrations.

Opportunité de stage pour les étudiants.

Le développement des qualités personnelles et de communication est présent dans le programme.

Option de profil international et d’un cours d’anglais.

Sherbrooke Bacc. en génie chimique et en génie biotechnologique.

Axes pédagogiques importants : intégration des connaissances et projets chaque année.

Régime coopératif et prise en considération importante des aspects sociaux, environnementaux et économiques.

Idée des compétences présente mais semble peu développée.

Possibilité de double diplôme.

Le développement de la communication écrite et orale est présent dans le programme

McGill Objectifs de formation semblables à Poly.

Aucun cours de physique,de résistance des matériaux ou de dessin.

Pas de cours de phénomènes d’échanges.

10 crédits en conception.

Plusieurs laboratoires dès la 1^re année..

Possibilité de 9 mineurs.

Caractéristiques principales des programmes de cinq programmes dans des universités canadiennes

Suite à notre balisage, nous pouvons dire que nous partageons avec les autres programmes auxquels nous nous sommes comparés plusieurs des caractéristiques que nous trouvons isolément ici et là : formation scientifique de base, présence d’orientations et de concentrations, possibilité de stage, le développement de la communication écrite et orale chez les étudiants, accent sur la conception, etc. Toutefois, la caractéristique principale, que nous souhaitons conserver, qui distingue le programme de génie chimique de Polytechnique est l’accent mis sur les phénomènes d’échanges (analyse au niveau microscopique) comme élément de cohésion pour l’ensemble du programme. Nous comptons bien garder et renforcer cette caractéristique originale et y ajouter les nouveaux éléments du cahier des charges : stages, projets intégrateurs, aspects internationaux, encadrement, etc.

(8)

Commentaires de nos diplômés.

L’enquête auprès des diplômés du baccalauréat (1998-2002) a également permis de tirer des informations sur l’appréciation du programme par les étudiants. Une proportion importante de diplômés affirme que leur formation leur a fortement permis de parfaire leurs connaissances dans leur domaine d’étude et de ressentir la stimulation ainsi que le plaisir d’apprendre. Ils sont, de manière générale, assez satisfaits de la qualité du contenu des cours et des habilités d’enseignements des professeurs et des chargés de cours. Ils dénotent également que les professeurs sont davantage centrés sur la matière plutôt que sur les notes.

Cependant, plusieurs jugent que plus pourrait être fait pour développer les capacités d’analyse et l’esprit critique. La possibilité de remettre en question les théories et les méthodes à apprendre durant leur étude est jugée faible. Il est à noter qu’ils sont généralement très favorables à l’introduction d’un stage obligatoire. La majorité des répondants ont qualifié leurs années de baccalauréat de satisfaisantes et pour ceux ayant trouvé un emploi, la qualité de la formation reçue a grandement contribué à l’obtention de leur poste.

COCEP

Nous aurions grandement souhaité consulter notre COCEP sur la vision et les objectifs du livrable A. Hélas, des inconvénients majeurs dans la constitution du COCEP de cette année n’ont pas permis de valider les changements proposés. Cependant, nous sommes à régler cette situation et nous comptons bien obtenir incessamment l’avis de notre COCEP sur le projet éducatif de notre nouveau projet de formation.

2.2 Valeurs poursuivies

D’emblée, les professeurs du programme de génie chimique se rallient aux valeurs communes pour le projet de formation énoncées par le Conseil académique de l’École lors de la rencontre du 4 octobre 2004.

▪ La responsabilité professionnelle, le sens de l’éthique, l’intégrité, la rigueur, l’honnêteté intellectuelle et l’autonomie.

▪ Le souci de répondre aux besoins de la société, le souci de la protection du public, des travailleurs, de l’environnement et du patrimoine.

▪ L’ouverture face aux autres, à la différence, au travail en équipe et à l’innovation.

Toutefois, l’équipe pédagogique a trouvé auprès de la Brigham Young University (BYU) (université américaine) une liste de compétences (dont nous parlons au point 2.4 et à l’annexe 1) qui couvre l’entité d’un programme de génie chimique. Cette liste de compétences va fortement inspirer tous nos futurs travaux dans tous les cours du programme.

Or, cette liste de compétence inclut des valeurs auxquelles nous adhérons aussi. Ces valeurs sont en parfaite concordance avec celles acceptées par le Conseil académique. La

(9)

compétence 11 de BYU résume ainsi les valeurs que nous souhaitons transmettre à nos étudiants soit :

« un engagement individuel envers la responsabilité professionnelle, le sens de l’éthique, l’intégrité, la rigueur, l’honnêteté intellectuelle et l’autonomie. »

2.3 Définition de l’ingénieur

L’ingénieur chimiste formé à Polytechnique est polyvalent et apte à s’intégrer au marché du travail tout en étant capable de concevoir et de gérer des projets de toute envergure. Il est en mesure de résoudre non seulement des problèmes inhérents aux transformations chimiques, mais aussi d’aborder d’autres domaines du génie grâce à de solides connaissances en sciences fondamentales (chimie, physique), en mathématiques, en sciences du vivant et en sciences appliquées.

De par la polyvalence de sa formation, l’ingénieur chimiste est au centre de la conception des procédés et des produits dans pratiquement tous les secteurs industriels. Par exemple, l’ingénieur chimiste

• participe au maintien d’un environnement sain par la réingénierie des procédés, ainsi que par le développement de nouvelles technologies d’assainissement des rejets gazeux, liquides et solides;

• élabore des procédés de fabrication de plusieurs produits utiles et même indispensables (aliments, médicaments, nouveaux matériaux, microélectronique, etc.), tout en assurant le contrôle de la qualité de ces produits;

• oeuvre dans les entreprises du secteur de la transformation des matériaux, tels les plastiques, en produits de consommation;

• effectue la conception et assure la conduite des procédés biotechnologiques de fabrication de molécules à hautes valeur ajoutée;

• contribue au développement de technologies novatrices dans le domaine du génie biomédical.

2.4 Compétences prônées par le nouveau programme

Les objectifs de formation du nouveau programme de génie chimique sont en accord avec ceux énoncés par le Conseil académique et présentés dans l’annuaire du baccalauréat en ingénierie 2004-05 de l’École Polytechnique. À titre de rappel, ces objectifs de formation sont les suivants :

Objectifs de formation en ingénierie à l’École Polytechnique

La formation de l’ingénieur s'appuie sur l’acquisition de connaissances scientifiques et techniques très solides, sur le développement de compétences professionnelles et sur la sensibilisation aux responsabilités de la profession. Les enseignements au baccalauréat à l'École visent à former des diplômés qui :

1. connaissent :

▪ les mathématiques, les sciences fondamentales et les sciences appliquées;

(10)

▪ les règles d'éthique, de la santé et de la sécurité, les lois et règlements de la profession, le rôle de l'ingénieur dans la société;

▪ les concepts de développement durable et de gestion environnementale;

▪ les sujets contemporains relatifs aux sciences humaines et sociales;

2. sont capables de :

▪ concevoir des systèmes d'ingénierie en utilisant les techniques et les outils les plus récents;

▪ gérer des projets d'ingénierie;

▪ concevoir, réaliser et analyser des essais expérimentaux;

▪ analyser et gérer des systèmes complexes caractérisés par l'ambiguïté et l'incertitude, résoudre des problèmes ouverts;

▪ innover, entreprendre de nouveaux projets;

▪ communiquer efficacement;

3. sont des personnes :

▪ autonomes, qui savent travailler en équipe;

▪ qui sont conscientes de la nécessité de parfaire leur formation durant toute leur carrière;

▪ ouvertes sur les autres professions et les autres cultures.

Toutefois, l’équipe pédagogique a cherché une liste de compétences plus spécifiques au génie chimique. Nous avons effectivement trouvé une telle liste de compétences auprès de la Brigham Young University (BYU). Dans un avenir prochain, nous comptons nous servir de cette liste de compétences à travers tout notre nouveau programme et y apporter des ajustements nécessaires au besoin.

Déjà, nous avons traduit en français les compétences de BYU; cette traduction est disponible à l’annexe 1. Celles-ci apparaissent d’abord sous la forme de onze compétences majeures et d’autre part sous la forme d’éléments de compétences répartis sous les grands thèmes de la formation en génie chimique ( bilan de matière et d’énergie, propriétés des fluides et des solides, etc.). Le fait que d’autres collègues aient longuement réfléchi à un tel référentiel de compétences nous procure une avance certaine dans la réflexion que nous voulions faire sur le sujet. Ces compétences serviront de fil conducteur et d’éléments de cohésion pour l’ensemble de notre nouveau programme. Elles seront également à la base de tout nouveau développement. Nous croyons utile de citer ici les onze compétences de BYU et nous laissons au lecteur le soin de consulter les éléments de compétences (beaucoup plus nombreux) à l’annexe 1.

Liste des compétences de Brigham Young University (BYU).

1. Une vision globale de la profession d'ingénieur chimiste et des relations avec les autres disciplines du génie.

2. Une application des principes fondamentaux de génie chimique.

3. Une application des principes fondamentaux de mathématiques et de sciences.

4. Une expérience pratique avec l'équipement de procédés chimiques, la manipulation de produits chimiques, les analyses chimiques, et l'instrumentation de procédés.

5. Une capacité d'utiliser les outils modernes d'ingénierie nécessaires pour la pratique du

génie chimique.

(11)

6. Une capacité de définir et résoudre des problèmes d'ingénierie, d'innover et de

concevoir des procédés.

7. Une conscience et le souci de répondre aux besoins de la société, le souci de la protection du public, des travailleurs, de l'environnement et du patrimoine.

8. Une capacité de communiquer efficacement de façons orale et écrite.

9. Une ouverture face aux autres, à la différence, au travail en équipe et à l'innovation et une capacité de travailler efficacement avec d'autres pour accomplir des buts communs.

10. Une capacité d'appliquer les principes fondamentaux de génie chimique pour résoudre des problèmes ouverts et concevoir des opérations unitaires, des systèmes d'opérations unitaires et des procédés comprenant plusieurs opérations.

11. Un engagement envers la responsabilité professionnelle, le sens de l'éthique, l'intégrité, la rigueur, l'honnêteté intellectuelle et l'autonomie.

Liste des compétences de Brigham Young University (BYU).

Un immense travail disciplinaire et pédagogique reste à faire à partir de cette liste de compétences qui nous sert de tremplin: discussions entre professeurs sur ces compétences en vue éventuellement de les adapter; distribution de ces compétences à travers les cours des quatre années; conscientisation des étudiants à la construction graduelle de leurs compétences plutôt qu’à la simple acquisition de connaissances; modifications de certaines méthodes pédagogiques pour mieux faire acquérir certaines compétences; développement de façons différentes pour évaluer la construction des compétences par les étudiants, etc.

De façon concrète, l’équipe pédagogique compte travailler avec tous les professeurs du programme afin de distribuer les diverses compétences sur lesquelles nous nous serons entendues. Le tableau matriciel présenté à l’annexe 2 donne une idée de la cible opérationnelle à laquelle il faut parvenir afin d’assurer une distribution systématique et systémique des compétences à construire par les étudiants à travers notre nouveau programme.

Ce tableau permettra aux professeurs d’annoncer au début de chaque terme les compétences qu’ils tenteront de développer et de souligner les liens avec les autres cours du programme.

À la fin du terme, le tableau permettra de faire un bilan des compétences acquises.

Déjà à titre expérimental, nous allons implanter une approche par compétences dans le cours GCH 3100 Opérations unitaires (12 cr.). Ce cours sera donné pour la première fois à l’hiver 2005. Nous décrivons plus loin, au point 4, comment plusieurs des aspects de ce cours pourront éventuellement servir de creuset pédagogique pour plusieurs cours, sinon pour tous les autres cours du nouveau programme.

2.5 État du consensus des professeurs

L’ensemble des professeurs a participé à une journée d’étude en août 2004 pour poser les bases et les détails du présent livrable A. Suite à cette journée, nous pouvons clairement affirmer que tous les professeurs du département accueillent de façon favorable les réformes résumées dans le présent document.

(12)

Plusieurs sont toutefois inquiets de la qualité des résultats menés « au pas militaire » imposé par l’échéancier du PDF. Tous sont d’accord pour dire que le manque de temps n’a pas permis de profiter pleinement du changement majeur soit l’éclatement du tronc commun et de ses conséquences. De façon générale, on peut remarquer que chaque changement dans un ensemble (programme) entraîne des conséquences dont les effets, quelques fois néfastes, peuvent être atténués par des itérations. En somme, les professeurs du département espèrent que l’effet de renouveau de l’École Polytechnique associé au nouveau bâtiment, ne sera pas réduit par des programmes « mal intégrés ».

(13)

3 Tableau des cours du programme 3.1 Tableau du cheminement

Les tableaux qui suivent présentent ce à quoi ressemblera le nouveau programme de génie chimique. Il offre aux étudiants la possibilité d’acquérir une solide formation en génie chimique et de se spécialiser en faisant un choix parmi cinq concentrations : environnement, plasturgie, génie biopharmaceutique, génie biomédical et gestion de l’entreprise.

(14)

Automne-1 Hiver-2 Automne-3 Hiver-4 Été Automne-5 Hiver-6 Été Automne-7 Hiver-8 Total cr

14 15 15 15 3 15 15 15 13 Total:

120 Après 60 cr. Possibilité de 1 stage en été de 3 cr.

S t a g e

é t é

18 Trimestre

Support à la pratique de l'ingénieur

Projets intégrateurs Noyau dur génie

chimique

CLASSIQUE AVEC ORIENTATION

S t a g e

é t é

Génie chimique classique avec orientations

11

8 Sciences

mathématiques

Sciences fondamentales à connotation génie

chimique Autres sciences fondamentales de

l'ingénieur

36

17

12

18

SSH5501 Éthique appliquée à l'ingénierie (2cr.) GCH2xxx Dynamique

des systèmes (3cr.) GCH1xxx Procédés

et développement durable (3cr.)

GCH2520 Thermodynamique chimique II (3cr.)

GCH3510 Phénomènes d'échanges (4cr.)

GCH3100 Opérations unitaires (12cr.)

ING1035 Matériaux (3cr.)

GCH2540 chimie organique(3cr.)

GCH4131 Projet de conception et analyse d'impact (4cr.) GCH4121 Conception

des procédés (4cr.)

GCH2xxx Méthodes expérimentales et instrumentation (3cr.) ING1010 Mécanique pour

ingénieur (3cr.)

SSH5102 Projets technologiques et société (3cr.)

GCH1xxxA Introduction à la conception en

ingénierie (1 cr.)

GCH2xxx Conception environnementale.

ACV (3cr.)

GCH3110 Calcul des réacteurs chimiques (3cr.)

SSH5201P Économique de l'ingénieur (3cr.) MTH2210B Analyse

numérique pour ingénieur (3cr.)

MTH1101 Calcul I (2cr.) MTH1102 Calcul II (2cr.)

Projet intégrateur faisant partie des cours GCH4121 et GCH4131 (0 cr.) MTH1110 Équations

différentielles ordinaires (2cr.)

GCH3xxx Projet phénomènes d'échanges (2cr.) GCH2530 Programmation

numérique en génie chimique (3cr.)

Projet faisant partie du cours GCH3100 (0cr.) MTH1006 Algèbre

linéaire (2cr.)

MTH2302B Probabilité et statistiques (3cr.)

GCH2xxx Projet de modélisation numérique de génie

chimique (3cr.) ING1025 Informatique

(3cr.)

GCH1xxx Génie du vivant (3cr.)

ELE1400 Éléments d'électrotechnique

(3cr.)

GCH2510 Thermodynamique

chimique I (3cr.) GCH2xxx Génie des

macromolécules (3cr.)

GCH4590 Projet de fin d'études (3cr.) Cours d'orientation I

(3cr.)

Cours d'orientation II (3cr.)

Cours d'orientation III (3cr.)

Cours d'orientation IV (3cr.) GCH3220 Traitement

des rejets (3cr.)

GCH1xxxB Introduction à la conception en

ingénierie (2cr.)

(15)

Automne-1 Hiver-2 Automne-3 Hiver-4 Automne-5 Hiver-6 Été-7 Automne-8 Automne-11 Total cr.

14 15 15 15 15 15 3 15 13 Total

120 Hiver-9/Été-10

Génie chimique concentration génie biopharmaceutique

11

8 Sciences

mathématiques

l'ingénieur

36

17

12

9

27 Trimestre

chimique

S t a g e

CONCENTRATION GÉNIE BIOPHARMACEUTIQUE

0 S

t a g e

é t é

GCH3510 Phénomènes d'échanges (4cr.)

GCH3100 Opérations unitaires (12cr.)

ING1035 Matériaux (3cr)

ingénieur (3cr.)

SSH5102 Projets technologiques et société (3cr.) GCH2xxx Conception

environnementale.

ACV (3cr.) GCH3110 Calcul des

réacteurs chimiques (3cr.)

numérique pour ingénieur (3cr) MTH1101 Calul I (2cr.)

MTH1102 Calcul II (2cr.) MTH1110 Équations différentielles ordinaires (2cr.)

Projet faisant partie du cours GCH3100 (0cr) MTH1006 Algèbre

linéaire (2cr.)

MTH23-2B Probabilité et statistiques (3cr.)

(3cr.)

chimique I (3cr.)

BIO1153 Biologie cellulaire (3cr.)

GCH4610 Validation des procédés propres (3cr)

GCH4620 Procédés avancés de séparation

(3cr) GCH4650 Génie

biochimique (3cr)

GCH4690 PFE en biopharma. (3cr) ELE1400 Éléments

d'électrotechnique (3 cr.)

GCH4630 T.P. de génie biopharma. (3cr) GCH1xxx

Biochimie (3cr.)

GCH2xxx Génie des macromolecules

(3cr) GCH1xxxA Introduction

à la conception en ingénierie (1 cr.)

ingénierie (2cr.)

Projet intégrateur faisant partie des cours GCH4121 et GCH4131 (0 cr.)

(16)

Automne-1 Hiver-2 Automne-3 Hiver-4 Été Automne-5 Hiver-6 Été Automne-7 Automne-8 Total cr.

14 15 15 15 3 15 15 14 16 Total:

120

Génie chimique concentration génie biomédical

11

8 Sciences

mathématiques

l'ingénieur

28

14

9

chimique

CONCENTRATION GÉNIE BIOMÉDICAL (PLURI DÉPARTEMENTALE)

S t a g e

é t é

Après 60 cr. Possibilité de 1 stage en été de 3 cr.

S t a g e

é t é

41 Trimestre

GCH3510 Phénomènes

d'échanges (4cr.) GCH3100 Opérations unitaires (12cr.)

ING1035 Matériaux (3cr)

ingénieur (3cr.)

environnementale.

ACV (3cr.)

numérique pour ingénieur (3cr) MTH1101 Calul I (2cr.) MTH1102 Calcul II (2cr.)

MTH1110 Équations différentielles ordinaires (2cr.)

Projet faisant partie du cours GCH3100 (0cr) MTH1006 Algèbre

linéaire (2cr.)

(3cr.)

chimique I (3cr.)

GBM3000 Physiologie (3cr.)

xxx Biostatistique (3cr.)

Bioanal. Biocap. (3cr.) TP Cell. Tissulaire (3cr.) Biomat. et génie

tiossulaire (3cr.)

GCH4x90 Projet de fin d'études en biomédical (3cr.) GCH4650 Gnie

biochimique (3cr.)

Projet intégrateur (3cr.) Projet intégrateur (3cr.) BIO1153 Biologie

cellulaire (3cr.) GCH2xxx Génie des macromolecules

(3cr) GCH1xxx

Biochimie (3cr.)

SSHxxxx Commerc. et Reglement. Des Prod.

Bioméd (2cr.) GCH1xxxA Introduction

ingénierie (2cr.)

(17)

14 15 15 15 3 15 15 15 13 Total

120

Génie chimique concentration environnement

11

8 Sciences

mathématiques

l'ingénieur

36

17

12

Après 60 cr. possibilité de 1 stage de 3 cr.

24

CONCENTRATION ENVIRONNEMENT

S t a g e

é t é

S t a g e

é t é Trimestre

chimique

ingénieur (3cr.)

environnementale.

ACV (3cr.)

numérique pour ingénieur (3cr.) MTH1101 Calul I (2cr.)

MTH1102 Calcul II (2cr.) MTH1110 Équations différentielles ordinaires (2cr.)

linéaire (2cr.)

(3cr.)

chimique I (3cr.)

GCH2210 Écotoxicologie pour

ingénieur (3cr.)

SSH5402 Droit de

l'environnement (3cr.) GCH3220 Traitement

des rejets (3cr.)

GCH4650 Génie

biochimique (3cr.) GCH4290 PFE en environnement (3cr.)

GCH4210 Procédés av.

trait. Poluants (3cr.) GCH1xxxA Introduction

ingénierie (2cr.)

cours au choix (3cr.)

(18)

14 15 15 15 3 15 15 15 13 Total:

120 Après 60 cr possibilité de 1 stage en été de 3 cr

S t a g e

é t é

24 Trimestre

chimique

CONCENTRATION PLASTURGIE

S t a g e

é t é

Génie chimique concentration plasturgie

11

8 Sciences

mathématiques

l'ingénieur

36

17

12

ingénieur (3cr.)

environnementale.

ACV (3cr.)

MTH1101 Calul I (2cr.) MTH1102 Calcul II (2cr.) MTH1110 Équations

linéaire (2cr.)

(3cr.)

chimique I (3cr.)

GCH2xxx Génie des macromolécules (3cr.)

GCH3320 Procédés d'extrusion (3cr.)

GCH4310 TP de plasturgie (3cr.)

6 cr à option parmi : -MEC3230 Éléments finis en thermofluide (3cr) -MEC3320 Plast, élast. et composites (2cr.) -MEC8903 Fabrication pièces plast. par inj. (3cr)

GCH4390 PFE plasturgie (3cr.)

MEC4330 Matériaux composite (3cr) GCH1xxxA Introduction

ingénierie (2cr.)

(19)

S t a g e

é t é

Génie chimique concentration gestion de l'entreprise

5

8 Sciences

mathématiques

l'ingénieur

36

17

chimique

CONCENTRATION GESTION DE L'ENTREPRISE

30 Trimestre

12

12 GCH2xxx Dynamique

GCHxxx Méthodes expérimentales et instrumentation (3cr.) ING1010 Mécanique pour

ingénieur (3cr.)

GCH1xxxA Introduction à la conception en

ingénierie (1 cr.)

GCH3110 Calcul des réacteurs chimiques (3cr.) MTH2210B Analyse

MTH1101 Calcul I (2cr.)

MTH1102 Calcul II (2cr.) MTH1110 Équations

linéaire (2cr.)

MTH2302B Probabilité et statistiques (3cr.)

(3cr.)

chimique I (3cr.)

IND4201 Structure et dynamique de l'entreprise (3 cr.)

SSH5205 Administration de l'entreprise (3cr.) GCH1xxxB Introduction

à la conception en ingénierie (2cr.)

SSH5310 Comportement organisationnel (3 cr.)

SSH5201 Économique

de l'ingénieur (3 cr.) SSH5315 Gestion de

personnel et relations de travail (3cr.) un cours de la liste A

(3cr.)

30-00-82 Introduction au marketing (3 cr.) un cours de la liste B

(3cr.)

GCHxxx Projet de fin d'études (3cr.) SSH5501 Éthique

appliquée à l'ingénierie (2cr.) GCH2xxx Conception

environnementale.

ACV (3cr.)

(20)

3.2 Principes généraux

La confection de notre nouveau programme a été faite en tenant compte des paramètres suivants :

▪ placer en première année (si possible au 1^er terme) des cours servant de « porte d’entrée » au programme de génie chimique;

▪ placer les cours des sciences fondamentales (mathématique, physique, matériaux…) le plus rapproché possible des cours du génie chimique qui appliquent les connaissances acquises dans ces cours;

▪ placer de façon cohérente les principaux cours de génie chimique afin de créer « un noyau dur du programme »;

▪ placer en 1^ère année et en dernière année des cours « blanchis »;

▪ éviter de placer au même terme des cours difficiles « arides »;

▪ faire en sorte que les embranchements du programme vers les différentes options de spécialisation soient le plus tard possible assurant ainsi au moins une première année commune;

▪ tenir compte des tâches et des compétences des professeurs du département;

▪ développer la compétence de conception en génie chimique tout au long du cursus (voir compétence 6, annexe 1);

▪ limiter le plus possible le nombre de cours à 2 crédits;

▪ inclure un cours «bio» en 1^re année pour les concentrations biomédicale et biopharmaceutique.

3.3 Cours « vitrine » de première année

En consultant les tableaux présentant le cheminement, il peut être observé que la première année est pratiquement commune indépendamment des concentrations ou des orientations.

Cette organisation permettra de créer des liens d’appartenance et facilitera l’encadrement des étudiants. Il est à espérer que les horaires ne seront pas un obstacle à ce regroupement.

Durant cette première année, les étudiants seront confrontés à trois nouveaux cours développés spécialement dans l’esprit du PDF. À l’aide du cours « GCH1xxx-Introduction à la conception en ingénierie », ils réaliseront le rôle et les compétences de l’ingénieur chimiste comme concepteur (concepteur de procédés et de produits). À l’intérieur de ce cours, une analyse de l’ensemble du programme de génie chimique sera présentée sur la base des compétences que devront acquérir les étudiants, afin de leur permettre de réaliser l’importance des divers cours, des cheminements et des outils que leur offre l’École (bibliothèque, système informatique etc.) pour devenir des ingénieurs de demain.

Les cours « GCH1xxx-Procédés et développement durable » et « GCH1xxx-Génie du vivant » permettront aux étudiants d’acquérir les connaissances et les outils nécessaires pour évaluer, à l’aide de bilans de matière, d’énergie et environnementaux, les procédés et les produits existants ou à concevoir. Ces deux cours sont importants pour mieux saisir les enjeux des microorganismes et de l’environnement dans les différents domaines du génie.

Ainsi, les concepts couverts dans ces cours dépassent les frontières du génie chimique et, dans cet esprit, ils ont été offerts aux autres programmes de l’École. À ce jour, le programme

(21)

de génie mécanique a décidé d’intégrer le cours « GCH1xxx-Procédés et développement durable » dans leur projet éducatif et d’autres programmes y songent également.

4 Forces incontournables citées dans le Cahier des charges

4.1 Formation scientifique solide

Dans le cadre du PDF le département de génie chimique se donne comme mission, en accord avec le Conseil Académique, de former des ingénieurs qui auront acquis une forte expérience de la conception en ingénierie. Pour remplir cette mission, le PDF a comme objectif principal, le développement des compétences durant tout le programme.

Ainsi, malgré la disparition du tronc commun, le nouveau programme de génie chimique conserve un bon nombre de cours de sciences fondamentales capables d’assurer à nos étudiants une formation scientifique de haut niveau. Le nouveau programme contient encore plusieurs cours de mathématiques, de statique et de dynamique, de thermodynamique, de matériaux et évidemment de chimie. Pour les étudiants de la concentration biomédicale et biopharmaceutique, s’ajoutent même des cours de biochimie, de biologie cellulaire, de génie des macromolécules, etc.

Plusieurs de ces cours d’ailleurs ont été discutés dans le respect de la contrainte no. 4 du Cahier des charges qui recommande que les programmes qui partagent des affinités disciplinaires (ou autres affinités) collaborent dans l'élaboration, la prestation, la documentation, l'évaluation, des cours de sciences fondamentales, de mathématiques et d'études complémentaires.

Cette collaboration avec d’autres unités possédant des compétences complémentaires, a permis d’offrir, comme dans le passé, deux concentrations (plasturgie avec génie mécanique;

génie biopharmaceutique avec l’UdM). À ce sujet, on peut déplorer que le département de génie civil ne tente pas de relancer, avec notre programme, la concentration en environnement. Comme exemple de collaboration, l’élaboration d’une nouvelle concentration « génie biomédical » impliquant quatre départements (génie physique, génie électrique, génie mécanique et génie chimique) se doit d’être citée.

Nous avons aussi eu de fructueux échanges avec les responsables de l’enseignement des mathématiques à qui nous avons confié l’enseignement de cette discipline dans notre nouveau programme. Quant aux bases de physique, il est à espérer que le cours « Mécanique pour ingénieur » sera un cours « modulaire» permettant d’être plus adapté à notre programme. Pour le cours « Matériaux », il devrait être offert à nos étudiants sous la formule pédagogique d’auto–apprentissage qui pourrait contenir un module sur les matériaux polymériques.

Les connaissances de chimie, indispensables pour avancer aisément dans le programme de génie chimique et comprendre les liens qui existent entre les réactions chimiques et les procédés, seront transmis aux étudiants à l’aide de deux cours : «GCH1xxx-Procédés et développement durable » et « GCH2540-Chimie organique ». Dans le cas de l’informatique, on a souscrit au cours ING1025 « Informatique », version C+, (apprentissage d’un langage

(22)

procédural) en espérant qu’il évoluera au même rythme que les besoins des programmes qui développent une forte compétence en conception.

Finalement, pour renforcer la formation scientifique un nouveau cours «GCH2xxx- Méthodes expérimentales et instrumentation » a été inscrit au programme. Par son contenu, soit la mesure des variables des procédés et l’analyse des données, ce cours fera le pont entre des éléments de chimie, de physique, de mathématiques et de génie chimique. Les notions de communication graphique seront abordées dans le projet intégrateur de conception par l’utilisation d’Autocad dans la réalisation des diagrammes d’écoulements.

Précisons en dernier lieu que la formation à Matlab dans notre nouveau programme sera assumée dans le cours « GCH2xxx – Dynamique des systèmes ».

4.2 Formation à la conception

La formation à la conception était déjà une priorité dans notre ancien programme. Dans notre nouveau programme, la formation à la conception a été renforcée. En effet, dès la première année, les étudiants seront confrontés dans le cadre du cours «GCH1xxx- Introduction à la conception en ingénierie », avec les règles de base et les facteurs qui régissent la conception. De plus, ils seront mis au courant des connaissances et des compétences qu’ils devront acquérir pour mener à bien la tâche de conception, qui est un attribut des ingénieurs de Polytechnique.

Par la suite, les étudiants acquerront à l’aide des cours du programme, les connaissances et les compétences indispensables pour la conception. À l’aide des modules formant le cours

« GCH3100-Opérations unitaires » les étudiants pourront déjà tester leurs habiletés à la conception. Finalement, les deux cours de conception de dernière année (GCH4121 et GCH4131) permettront aux étudiants de pratiquer la conception dans le cas de projets ouverts. De plus, les projets intégrateurs de la deuxième et de la troisième année permettront de mettre en application les notions de conception apprises par les étudiants. Il y aura donc plus de place faite à la conception que dans l’ancien programme.

4.3 Cours de sciences sociales et humaines

Pour les cours SSH, l’équipe pédagogique responsable du nouveau programme de génie chimique s’est efforcée de respecter la contrainte No. 4 de collaboration avec les responsables de ces disciplines; tout en respectant également les normes du BCAPI. Notre nouveau programme comprend ainsi des cours d’économique, d’éthique et de sociologie.

Pour faciliter le lien entre l’économie et la conception, nous avons choisi le cours

« Économique de l’ingénieur P» et nous espérons qu’une collaboration étroite s’établisse entre nos «professeurs de conception» et les responsables du cours d’économique. En ce qui concerne la gestion de projets (qui n’est pas une obligation du BCAPI), nous avons choisi d’intégrer les notions de gestion dans les cours « GCH1xxxB – Introduction à la conception en ingénierie » en choisissant la version modulaire proposée par les responsables du cours gestion de projets.

(23)

4.4 Habiletés personnelles et relationnelles

Le développement des habilités personnelles et relationnelles que doivent posséder nos diplômés est une des compétences importantes que nous entendons développer chez nos étudiants. L’annexe 1, et particulièrement les compétences 8 et 9, soulignent combien celles- ci auront une place importante tout au long du programme de génie chimique. Comme l’a suggéré le comité HPR de l’École, l’emphase sera mise sur la construction de deux compétences : la communication individuelle orale et écrite, la communication au sein d’équipes de travail. De plus nous voulons susciter chez les étudiants une plus grande prise en charge face à la responsabilité qu’ils doivent assumer vis-à-vis leurs apprentissages. Nous comptons utiliser plusieurs des suggestions faites par le comité HPR. Mais avant qu’une personne-ressource responsable de cet aspect ne soit engagée, nous ne pouvons préciser plus avant comment nous allons implanter ces suggestions.

Toutefois, nous pouvons dire, à ce jour, qu’en première année les étudiants devront réaliser, en groupe de deux, des mini-projets dans le cadre des cours « GCH1xxx-Introduction à la conception en ingénierie » et «GCH1xxx- Procédés et développement durable ». Par la suite, les projets intégrateurs, tel le projet chapeautant le cours « Opérations unitaires », offriront aux étudiants la possibilité de travailler en équipe et de présenter par écrit et de soutenir oralement les résultats de leur travail. Les cours de conception de dernière année, où les étudiants travailleront sur des projets intégrateurs ouverts provenant de l’industrie, donneront aux étudiants la possibilité de défendre par écrit et oralement les résultats obtenus dans un cadre « industriel ».

4.5 Aspect international du programme

Le département de génie chimique, conscient de la mondialisation, reconnaît l’importance de l’aspect international dans la formation des étudiants. Cependant, il a été constaté que cet aspect se met difficilement en phase avec l’aspect « intégration des connaissances ». En effet dans le programme de génie chimique, l’intégration majeure à l’aide du cours « Opérations unitaires » a lieu en hiver 6. Ce trimestre charnière, qui prépare les étudiants à la quatrième année, est consacré principalement à la conception et à la spécialisation. Afin de ne pas perturber la formation de nos étudiants, les échanges (études à l’étranger) pourront être autorisés avant ou après le terme hiver 6. Bien évidemment, les échanges avant le terme charnière devront permettre aux étudiants d’acquérir des connaissances dont l’ampleur devrait être similaire à celle qu’ils auraient obtenues à Polytechnique.

Les échanges après le terme d’hiver 6, c’est-à-dire la dernière année d’études, devraient être réalisés dans le cadre d’ententes spécifiques avec les institutions universitaires qui seront en mesure d’assurer la dernière année de formation de nos étudiants. Il s’agit en fait d’institutions pouvant offrir des cours de spécialisation et des cours mettant en œuvre la conception, mais principalement dans des domaines de spécialisation complémentaires à ceux offerts à Polytechnique en génie chimique. Pour le moment des négociations sont menées avec deux institutions françaises qui sont en mesure d’offrir des spécialisations attrayantes que le nouveau programme de génie chimique ne peut dispenser soit l’INSIACET Toulouse pour le génie alimentaire et l’ENSIC pour le génie des produits et de procédés discontinus. Suite aux résultats de ses ententes, la possibilité de programme d’échanges menant à la bidiplomation sera évaluée.