L’enseignement de la mécanique dans les universités

Dossier : MécaniqueMagazine N°574 Avril 2002Par : Les professeurs Renée Gatignol, Raymonde Drouot, Michel Berlorgey, Jean Frène, James Richard

Dans ce court texte, les formations suivantes sont décrites avec quelques détails :

  • licence et maîtrise de mécanique (bac + 3 et bac + 4),
  • licence et maîtrise de technologie mécanique (bac + 3 et bac + 4),
  • formation en mécanique dans les IUT (bac + 2),
  • formation en mécanique dans les IUP (bac + 4),
  • diplôme d'études supérieures spécialisées (DESS) (bac + 5),
  • diplôme d'études approfondies (DEA) (bac + 5).

 
À ces formations connues et aux effectifs importants, il faut ajouter des formations plus spécifiques. Citons le " Diplôme de recherche technologique " ou DRT correspondant à une formation à bac + 6 pour des diplômés ingénieurs des écoles, mais aussi pour des ingénieurs-maîtres, c'est-à-dire les diplômés des IUP. Chaque DRT s'appuie sur la collaboration entre un laboratoire et une entreprise, l'étudiant bénéficiant d'un CDD et effectuant un stage long (un an pour les ingénieurs et dix-huit mois pour les ingénieurs-maîtres). Citons aussi la " licence professionnelle ", diplôme à bac + 3 nouvellement créé, accessible notamment après un DUT (diplôme universitaire de technologie) ou un DEUG. Dans le domaine de la mécanique, quelques formations de ce type très appuyées sur l'environnement régional commencent à se mettre en place.

Toutes ces formations s'appuient sur des enseignants-chercheurs, professeurs et maîtres de conférences, de l'enseignement supérieur relevant de la Section " mécanique, génie mécanique, génie civil " du Comité national des universités. À ce potentiel, que l'on peut grossièrement évaluer à 600 professeurs et 1 225 maîtres de conférences, il faut ajouter l'apport, à ne pas sous-estimer, des enseignants-chercheurs des disciplines voisines, des enseignants relevant de l'enseignement secondaire et très présents notamment dans les IUT et celui des professionnels pour des enseignements spécialisés et proches de la profession.

Licence et maîtrise de mécanique

Les universités ont mis en place dans les années 1970 des formations de second cycle licence et maîtrise de mécanique. Ces cursus universitaires ont pour objectif de donner une formation de base dans les sciences de la mécanique en vue d'aborder les grands domaines d'application. Ces derniers concernent les industries des transports, les industries aérospatiales, les industries nucléaires, la construction, la biomécanique…

Ces seconds cycles ne sont pas présents dans toutes les universités scientifiques de France, une vingtaine d'entre elles les assure en s'appuyant sur des laboratoires de recherche relevant de la mécanique (département SPI, sections 9-10 du CNRS).

Les champs disciplinaires abordés concernent la mécanique des fluides, la mécanique des structures, la mécanique des matériaux, l'acoustique, les mécanismes et la tribologie. Un tronc commun à toutes les universités est prévu par les textes officiels définissant le cadre de ces diplômes. Chaque université propose en fonction de ses compétences locales des enseignements optionnels. Il est clair que la maîtrise des outils numériques fait partie des objectifs de la formation.

Licence et maîtrise de technologie mécanique

Relativement récentes au sein de l'université, ces formations, de l'ordre de la quarantaine, sont originales sur plusieurs points :

  • Culturel
    Au même titre que les cultures scientifique, artistique et littéraire, il existe une culture technologique qui dispose d'outils de langage et d'écriture ainsi que des règles de construction et de fabrication.
  • Conceptuel
    Les sciences classiques s'appuient sur une démarche d'analyse " déductive " (le problème et les hypothèses sont posées, déduire la solution). La technologie, elle, est basée sur une approche " inductive " associée à une analyse déductive (la solution est choisie ou définie, comment faut-il poser le problème pour qu'une analyse déductive la fournisse ?).
  • " Conceptionnel "
    Construire, c'est concevoir, c'est innover et mettre en cohérence des domaines a priori disjoints dans les sciences classiques (matériaux, biomécanique, biotechnologie…). C'est aussi créer de nouveaux domaines scientifiques aux interfaces des anciens et inventer de nouveaux outils pour les modéliser (développement matriciel en robotique ou matériaux composites).
  • Pédagogique
    L'unité de temps d'une génération technologique a diminué (deux à cinq ans) pour devenir égale, voire inférieure à l'unité de temps de la formation des maîtres. Comment former les maîtres qui auront à former des émules à une technologie qui n'existe pas encore ?

 
Cette originalité qui nécessite une évolution permanente, une ouverture d'esprit sur toutes les disciplines et une mentalité prospective (on ne peut plus s'appuyer sur le passé, mais sur un avenir possible) constitue la richesse de ces formations.

Formation en mécanique dans les IUT (Instituts universitaires de technologie)

Les départements de génie mécanique et productique (GMP) sont, sur le territoire national, au nombre de 43 et ils représentent une population de 7 500 étudiants environ, répartis sur deux années de formation. À ce chiffre, il convient d'ajouter les étudiants en formations post-IUT d'une durée inférieure ou égale à un an (bac + 2,5 ou 3) représentant de l'ordre de 15 % à 20 % des effectifs précédents. Parmi ces formations figurent les licences professionnelles et les diplômes d'universités.

Dans le même ordre d'idées, aux départements de GMP directement concernés par la mécanique, il faut ajouter les départements de génie civil, de génie thermique et de génie des systèmes industriels. On peut considérer que ceux-ci représentent un ensemble sensiblement équivalent aux départements de génie mécanique.

La caractéristique commune des enseignements de mécanique à tous ces départements est qu'ils se situent au carrefour des sciences et techniques et de l'industrie. C'est-à-dire qu'ils sont dispensés en poursuivant deux objectifs majeurs et parfois contradictoires : être des enseignements scientifiques de base, liés à des techniques et être au cœur des problèmes rencontrés en milieu industriel. C'est ainsi que les programmes, bien qu'ils soient nationaux, laissent une part importante aux orientations industrielles locales (aéronautique, micromécanique…) et que les professionnels de ces industries doivent normalement intervenir dans les formations.

Les enseignements de mécanique sont regroupés au sein d'une unité intitulée : sciences appliquées. Les contenus sont très orientés vers la mécanique du solide pour la mécanique proprement dite, sur des bases de géométrie vectorielle. Quant à la mécanique des matériaux, elle porte principalement sur les aspects classiques de résistance, contraintes et déformations, critères de limites élastiques.

Les discrétisations par éléments finis sont introduites avec l'utilisation de logiciels souvent couplés aux logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO). Des aspects mécanique des fluides et thermodynamique sont également abordés sous une approche des phénomènes globaux.

Tous ces enseignements ont pour vocation d'être utilisés dans les disciplines technologiques (bureaux d'études et fabrication) et de servir de base à des poursuites d'études scientifiques (écoles d'ingénieurs, IUP, licence et maîtrise de technologie mécanique).

Formation en mécanique dans les IUP (Instituts universitaires professionnalisés)

Les filières génie mécanique des IUP ont pour vocation de former des ingénieurs d'étude, de conception et de fabrication dans le domaine de la mécanique. Sans négliger la technologie mécanique traditionnelle, ces filières proposent des enseignements orientés selon leur spécificité, vers des techniques de calcul et de modélisation numérique, ou d'organisation et gestion de projet, etc.

Dans tous les IUP, la formation insiste, au-delà des savoirs scientifiques et techniques fondamentaux, sur les compétences transverses du métier d'ingénieur, telles que la communication, le management…

La formation consacre une grande part aux actions type projet, et se termine en général par un stage en situation dans une entreprise. Ces études se concluent par l'obtention des diplômes traditionnels : DEUG, licence et maîtrise de génie mécanique et également par l'obtention d'un diplôme d'ingénieur-maître, délivré par un jury comportant des professionnels et pour lequel le stage a une importance particulière.

Il se met actuellement en place un réseau IUP GM dont s'occupe l'IUP GM de Mulhouse :
IUP GM,
18, rue des Frères Lumière, 68093 Mulhouse Cedex,
tél. : 03.89.33.62.06,  fax : 03.89.33.62.17.

Diplôme d'études supérieures spécialisées (DESS)

À la fin des années 1980 se sont progressivement mis en place, dans de nombreuses universités françaises, des Diplômes d'études supérieures spécialisées (DESS) dans le large secteur de la mécanique.

Ces formations d'une durée d'un an accueillent des étudiants titulaires de maîtrise de mécanique, de maîtrise de technologie mécanique, de maîtrise de génie mécanique (IUP), ou de formations équivalentes qui veulent s'orienter vers le monde socio économique.

Le recrutement des étudiants s'effectue sur examen de dossier et souvent après un entretien personnalisé. Le nombre d'étudiants est limité entre 12 et 20 selon la formation. Celle-ci est constituée d'environ 350 heures d'enseignement de haut niveau (bac + 5) et d'un stage en entreprise d'une durée comprise entre quatre et six mois selon la formation.

Contrairement aux autres formations de mécanique, il n'y a pas de programme national pour les DESS mais la plupart du temps les enseignements spécialisés s'appuient sur les compétences fortes des laboratoires auxquels sont adossés les DESS.

Les débouchés sont semblables à ceux des écoles d'ingénieurs de mécanique ; l'expérience montre que les diplômés trouvent rapidement un emploi.

Diplôme d'études approfondies (DEA)

La communauté des " mécaniciens ", par son dynamisme dans le domaine de la recherche et ses relations très étroites avec le monde industriel, a su structurer les formations de DEA. Sur l'ensemble des 80 DEA liés au domaine de la mécanique, environ 80 % d'entre eux associent plusieurs établissements : universités et écoles d'ingénieurs. Dans les DEA se côtoient ainsi, pour un enrichissement mutuel évident, étudiants de maîtrise, élèves-ingénieurs de 3e année et élèves venant de l'étranger.

Liste des villes universitaires présentant un fort potentiel d'enseignement et de recherche en mécanique :

  • Bordeaux,
  • Grenoble,
  • Lille,
  • Lyon,
  • Marseille,
  • Metz,
  • Nancy,
  • Nantes,
  • Paris,
  • Poitiers,
  • Strasbourg,
  • Toulouse. 

Comme pour les DESS, le recrutement des étudiants s'effectue sur dossier et souvent après un entretien. Les effectifs par DEA sont variables et peuvent atteindre 60 et même plus. La formation théorique et méthodologique est d'environ 150 heures. Elle est suivie d'un stage de recherche d'une durée comprise entre quatre et six mois.

Dans le domaine de la mécanique, environ 30 à 40 % des diplômés DEA s'orientent vers une thèse de doctorat. Un nombre important d'entre eux effectue un doctorat avec un partenariat industriel (contrat CIFRE Convention industrielle de formation pour la recherche, cofinancements divers…). Le docteur (bac + 8) s'oriente vers l'enseignement supérieur (20 à 25 %), les organismes de recherche (10 à 15 %), les secteurs recherche et développement des grandes entreprises (40 %) et d'autres activités.

Mastaire, master, mastère

Le diplôme master ou mastère correspond à une formation de niveau bac + 5 délivrée par un établissement, très souvent une école d'ingénieurs. Par ailleurs, dans le cadre de l'harmonisation européenne des formations supérieures et de la mise en place du " 3-5-8 ", il y a le mastaire (ou master) : le grade mastaire a été créé récemment (décret du 30 août 1999), et un projet d'arrêté relatif au diplôme national de mastaire a été adopté par le CNESER (Conseil national de l'Enseignement supérieur et de la Recherche) le 4 février 2002 (mastaire professionnel et mastaire recherche). Pour l'heure, en parallèle de ce nouveau dispositif, les DESS et les DEA sont maintenus.

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